DE615687C - Device for opening and closing disconnectors in three-phase high-voltage systems - Google Patents

Description

Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern in Drehstrom Hochspannungsanlagen Zu den gefürchtetsten Betriebsunfällen in elektrischen Schaltanlagen gehört das Ziehen eines Trennschalters unter Last, das fast stets eine Zerstörung ganzer Anlagenteile durch den entstehenden Lichtbogen zur Folge hat.Device for opening and closing disconnectors in three-phase current High-voltage systems Among the most dreaded industrial accidents in electrical switchgear pulling a circuit breaker under load, which almost always results in destruction entire system parts due to the resulting arc.

Um die Folgen eines in einer Schaltanlage entstehenden Lichtbogens zu beschränken, hat man Schaltanlagen gebaut, bei denen die einzelnen Phasen räumlich voneinander getrennt sind, sich beispielsweise in verschiedenen Stockwerken befinden. Man könnte nun daran denken, bei solchen Schaltanlagen die Folgen einer fehlerhaften Trennschalterbedienung dadurch zu beschränken, daß man die Trennschalter einer Drehstromleitung in den einzelnen Phasen nicht gleichzeitig, sondern aufeinanderfolgend bedient, insbesondere öffnet. Bei Schaltanlagen mit von Hand angetriebenen Trennschaltern ist dies Verfahren verhältnismäßig leicht durchführbar. Läßt man nach dem Öffnen des ersten Trennschalters grundsätzlich eine gewisse Zeit verstreichen, so kann bei Entstehung eines Schaltlichtbogens, der fast stets nach Erde überschlägt, inzwischen der in Reihe mit dem Trennschalter 'liegende Ölschalter auslösen und die Leitung allphasig abschalten.About the consequences of an electric arc in a switchgear To restrict, one has built switchgear in which the individual phases spatially are separated from each other, for example located on different floors. One could now think of the consequences of a faulty switchgear in such switchgear To restrict disconnector operation by using the disconnector of a three-phase line in the individual phases not served at the same time, but consecutively, particular opens. For switchgear with manually operated disconnectors this procedure is relatively easy to carry out. One leaves after opening of the first circuit breaker generally elapse a certain time, so can in the meantime when a switching arc occurs, which almost always flips over to earth the oil switch in series with the isolating switch 'triggers and the line switch off all phases.

Bei dem geschilderten Betriebsverfahren besteht nun aber die Gefahr, daß in einer Leitung versehentlich - statt aller drei Trennschalter nur zwei Trennschalter geschlossen werden. Ereignet sich dieses Versehen bei der Sammelschienenumschaltung und werden nun, um von einem Sammelschienensystem auf das andere überzugehen, die in der gleichen Verzweigung wie die soeben bedienten Trennschalter liegenden Trennschalter des anderen Sammelschienensystems geöffnet, so tritt bei einem der Trennschaltermesser offenbar ein Öffnen unter Last ein. Das geschilderte Verfahren kann also, statt Gefahren zu vermeiden, neue Gefahren herbeiführen, wenn nicht stets alle drei Trennschalter bedient werden. Bei unzuverlässigem Bedienungspersonal, das in erster Linie die Anwendung der Sicherungsmaßnahmen veranlaßte, besteht diese Gefahr in starkem Maße.With the operating procedure described, however, there is now the risk of that in a line accidentally - instead of all three circuit breakers only two circuit breakers getting closed. If this oversight occurs during busbar switchover and now, in order to pass from one busbar system to the other, the in the same branch as the disconnector that has just been operated of the other busbar system is open, one of the disconnector blades occurs apparently an opening under load. The described procedure can take place Avoid dangers, create new dangers, if not always all three disconnectors to be served. With unreliable operating personnel, primarily the Application of the security measures, this danger exists to a great extent.

Eine Automatisierung des Betriebsverfahrens stößt zunächst auf Schwierigkeiten. Würde man in den Antrieb der einzelnen Phasentrennschalter Zeitorgane einschalten, die durch Abhängigkeitskontakte entsprechend der Schaltfolge der Phasentrennschalter betätigt werden, so würde man verhältnismäßig komplizierte und für den Betrieb wenig brauchbare Anordnungen erhalten.Automation of the operating process initially encounters difficulties. If you were to switch on timing elements in the drive of the individual phase breaker switches, through dependency contacts according to the switching sequence of the phase disconnector operated, one would be relatively complicated and little for the operation get usable arrangements.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich bei Trennschaltern mit Druckluftantrieb eine Anordnung finden läßt, die die aufeinanderfolgende Bedienung der in den einzelnen Phasen liegenden Trennschalter bei ausreichender Betriebssicherheit herbeiführt.The present invention is based on the knowledge that In disconnectors with compressed air drive, an arrangement can be found that allows the successive Operation of the in the individual phases Disconnector at brings about sufficient operational safety.

Erfindungsgemäß werden die drei Phasentrennschalter durch unabhängige Druckluftkolben bewegt, von denen zunächst bei Betätigung des Steuerventils für den Antrieb nur einer mit der Druckluftleitung in Verbindung gebracht wird, während die Druck-Iuftzufuhr für die übrigen Trennschalterkolben nur vorbereitet und erst nach erfolgter Ausführung des Arbeitsbefehls beim erste Trennschalter wirksam hergestellt wird. Bei der praktischen Ausführung des neuen Druckluftantriebs wird man vorteilhaft derart vorgehen, daß man in einer Drehstromschaltanlage nach dem Öffnen des ersten Trennschalters die beiden anderen Trennschalter gleichzeitig öffnet.According to the invention, the three phase disconnectors are independent Pneumatic piston moves, of which initially when the control valve is actuated for the drive is only connected to the compressed air line while the compressed air supply for the remaining disconnector pistons has only been prepared and only after the work command has been carried out effectively established at the first disconnector will. In the practical implementation of the new compressed air drive one becomes advantageous proceed in such a way that one in a three-phase switchgear after opening the first Disconnector opens the other two disconnectors at the same time.

Es ist bereits bekannt, zur aufeinanderfolgenden Betätigung von elektrischen Schaltern Druckluftkolben zu verwenden, die jeweils durch Öffnungen in ihren Zylindern die Speisung des Zylinders eines nachfolgenden Schalters steuern. Bei den bekannten Antrieben handelt es sich jedoch darum, unabhängige Schaltvorgänge, die durch den Verbraucher bedingt sind, herbeizuführen, also z. B. einen Widerstand mehrstufig zu überbrücken. Die Anwendung dieser Antriebe für Hochspannungstrennschalter muß zunächst als unnötige Komplikation erscheinen, da für die Verbraucher die Schaltfolge der Hochspannungstrennschalter in den einzelnen Phasen .gleichgültig ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man bei der durch Druckluft gesteuerten aufeinanderfolgenden Betätigung der Phasentrennschalter andere Vorteile erreicht, nämlich die Vermeidung der bei Handbetätigung einzeln angetriebener Trennschalter möglichen Betriebsfehler durch selbsttätige Abwicklung des Schaltvorganges. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß im Gegensatz etwa zum Widerstandanlassen eines Motors bei der Trennschalterbetätigung die Reihenfolge, in der die einzelnen Trennschalter geöffnet oder geschlossen werden, an sich gleichgültig ist. Bedeutungsvoll ist nur, daß zunächst nur ein Trennschalter, ,dann erst die übrigen Trennschalter betätigt werden.It is already known for the sequential actuation of electrical Switches to use air pistons, each through openings in their cylinders control the supply to the cylinder of a downstream switch. With the known Drives, however, it is a matter of independent switching operations that are controlled by the Consumers are conditioned to bring about, so z. B. a multi-stage resistor to bridge. The application of these drives for high-voltage disconnectors must initially appear as an unnecessary complication, since the switching sequence for the consumer the high-voltage disconnector is indifferent in the individual phases. The invention is based on the knowledge that in the one controlled by compressed air one after the other Actuation of the phase breaker achieves other advantages, namely avoidance the possible operating errors with manual operation of individually driven disconnectors through automatic processing of the switching process. It is important to consider that in contrast to the resistance starting of a motor when the circuit breaker is operated the order in which the individual disconnectors are opened or closed, in itself is indifferent. It is only significant that initially only one disconnector, , only then the remaining disconnectors are operated.

Auch für die bei Verwirklichung der Erfindung notwendigen Verzögerungsorgane kann man sich bekannter Mittel bedienen. Die in den Figuren angegebenen Drosselungseinrichtungen sind für Druckluftantriebe von Schaltern bereits verwendet worden.Also for the delay organs necessary when realizing the invention one can use known means. The throttling devices indicated in the figures have already been used for pneumatic actuators for switches.

In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. i zeigt die Trennschaltergruppen zweier Abzweige, und zwar ist die linke Trennschaltergruppe im geschlossenen, die rechte Trennschaltergruppe im geöffneten Zustand dargestellt. Die Konstruktionseinzelheiten sind bei beiden Abzweigen die gleichen.In Fig. I an embodiment of the invention is shown. the Fig. I shows the disconnector groups of two branches, namely the left disconnector group shown in the closed, the right disconnector group in the open state. The construction details are the same for both branches.

Die Trennschalter io, 2o und 3o der einzelnen Phasen eines Drehstromabzweiges werden durch die Druckluftkolben 1i, 21 und 31 über die Gestänge 12, 22 und 32 bewegt.The disconnectors io, 2o and 3o of the individual phases of a three-phase branch are moved by the compressed air pistons 1i, 21 and 31 via the rods 12, 22 and 32.

Die Bewegung der Trennschalter wird durch Fernsteuerung über die Steuermagnete 41 und 51 der Trennschalteröffnungsventile 4o und Trennschalterschließungsventile 5o eingeleitet.The movement of the disconnector is controlled remotely via the control magnets 41 and 51 of the circuit breaker opening valves 4o and circuit breaker closing valves 5o initiated.

Erhält die Spule 4i der linken Schaltergruppe der Fig. i Spannung, so strömt aus der Leitung i Druckluft über Leitung :2 und Leitung 3 nach dem Druckluftkolben i i, der über das Gestänge i2 den Trennschalter io öffnet. Die Drucl Luftkolben 2i und 31 der Trennschalter 2o und 3o sind über die Leitung 4 angeschlossen, die von der Leitung 2 durch das Hilfsventil 14 getrennt ist.If the coil 4i of the left switch group of FIG. I receives voltage, Compressed air flows out of line i via line: 2 and line 3 after the compressed air piston i i, which opens the isolating switch io via the linkage i2. The Drucl Air Flask 2i and 31 of the circuit breakers 2o and 3o are connected via the line 4, the is separated from the line 2 by the auxiliary valve 14.

Es sei nun angenommen, daß der Trennschalter io sich geöffnet hat. Der an der Welle 12. angebrachte Hebel 16 öffnet dann das Ventil 14, wie die rechte Trennschaltergruppe der Fig. i erkennen läßt, bei der der Trennschalter io geöffnet ist. Von Leitung 2 strömt nun Druckluft über Leitung 4 auch nach den Kolben.3i und 21, so daß sich die Trennschalter 2o und 30 ebenfalls öffnen.It is now assumed that the circuit breaker has opened. The lever 16 attached to the shaft 12 then opens the valve 14, as can be seen from the right-hand circuit breaker group in FIG. I, in which the circuit breaker io is open. Compressed air now flows from line 2 via line 4 to pistons. 3i and 21, so that isolating switches 2o and 30 also open.

Der entsprechende Vorgang wiederholt sich, wenn die geöffneten Trennschalter geschlossen werden sollen. Es sei angenommen, daß die Spule 5 i des Ventils So bei der rechten Trennschaltergruppe erregt wird. Von Leitung i strömt dann Druckluft über Leitung 5 nach der Unterseite des Druckluftkolbens i. Hat sich der Trennschalter io geschlossen (Stellung des linken Teils der Fig. i), so wird das Ventil 15 durch den Hebel 17 geöffnet. Nunmehr strömt auch Druckluft von Leitung 5 über Leitung 7 nach den Unterseiten der Kolben 2 i und 31, so daß sich die Trennschalter 2o und 3o ebenfalls schließen.The corresponding process is repeated when the disconnector is open should be closed. It is assumed that the coil 5 i of the valve So at the right circuit breaker group is energized. Compressed air then flows from line i via line 5 to the bottom of the compressed air piston i. Has the circuit breaker io closed (position of the left part of FIG. i), the valve 15 is through the lever 17 opened. Compressed air now also flows from line 5 via line 7 after the undersides of the piston 2 i and 31, so that the circuit breaker 2o and 3o also close.

Vor die Leitung i wird mgn in die Hauptdruckluftleitung vorteilhaft ein Ventil 8 legen, das normalerweise geschlossen ist. Es genügt dann, wenn dieses Ventil 8 dicht schließen kann, während etwaige Verluste bei den übrigen Ventilen keine Rolle spielen.Before the line i, mgn is advantageous in the main compressed air line put a valve 8 which is normally closed. It is sufficient if this Valve 8 can close tightly, while any losses in the other valves does not matter.

In Fig.2 ist eine praktische Ausführung für den Antriebskolben i i des zuerst betätigten Trennschalters, .der mit den Hilfsventilen 14 und 15 zum Öffnen und Schließen sowie den Rückmeldekontakten 9 konstruktiv zusammengebaut ist, dargestellt.In Figure 2 is a practical design for the drive piston i i of the first operated disconnector, .the one with the auxiliary valves 14 and 15 to open and closing and the feedback contacts 9 is structurally assembled, shown.

Die Sperrung der Druckluftzufuhr für zweiTrennschalterantriebe, solange der dritte Trennschalterantrieb noch nicht den Schaltbefehl ausgeführt hat, kann man auch auf einem anderen Wege erreichen, und zwar dadurch, daß man den Zufuhrleitungen zweier Trennschalterantriebehohen Strömungswiderstand gibt. Die Druckluft strömt daher praktisch fast ausschließlich durch die Zufuhrleitung geringen Strömungswiderstandes, solange diese noch freigegeben ist und der zugehörige Antriebskolben seinen Hub nicht ausgeführt hat. Ist dies jedoch der Fall und kann durch den Strömungsweg .geringen Widerstandes keine Druckluft mehr strömen, so werden auch die Antriebskolben der beiden anderen Trennschalter beaufschlagt. Einen derartigen Antrieb zeigt Fig.3. Die Wirkungsweise geht aus der Figur ohne weiteres hervor.The blocking of the compressed air supply for two disconnector drives as long as the third disconnector drive has not yet executed the switching command one too to reach another way, namely that the supply lines of two disconnector drives are given high flow resistance. The compressed air therefore flows almost exclusively through the supply line low flow resistance, as long as this is still released and the associated The drive piston has not completed its stroke. If this is the case and can no more compressed air can flow through the flow path the drive pistons of the other two disconnectors are also applied. One of those The drive is shown in Fig. 3. The mode of operation is evident from the figure.

Die Vergrößerung des Strömungswiderstandes bei zwei Druckluftäntriebsleitungen kann man auch durch Drosselscheiben erreichen. Durch Auswechseln der Drosselscheiben läßt sich auf einfache Weise die Schaltfolgezeit beeinflussen.The increase in flow resistance with two compressed air drive lines can also be reached by throttle discs. By changing the throttle discs the switching cycle time can be influenced in a simple manner.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: z. Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern in Drehstromhochspannungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst nur das Öffnen oder Schließen einer Phase erfolgt und erst danach die anderen Phasen mittels in bekannter Weise voneinander abhängiger Druckluftantriebe geöffnet oder geschlossen werden. PATENT CLAIMS: e.g. Device for opening and closing disconnectors in three-phase high-voltage systems, characterized in that initially only the opening or closing of a phase and only then the other phases using in known way of interdependent compressed air drives open or closed will. 2. Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern in Drehstromhochspannungsanlagen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein von der Trennmesserwelle des erstenAntriebs nachAusführung des Schaltbefehls mechanisch geöffnetes Drucklufthilfsventil in der Zuleitung zu den übrigen Trennmesserantrieben. 2. Device for opening and closing disconnectors in three-phase high-voltage systems according to claim i, characterized by one of the cutting knife shaft of the first drive after execution of the switching command, mechanically opened compressed air auxiliary valve in the Supply line to the other cutting knife drives. 3. Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern in Drehstromhochspannungsanlagen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch je ein vom ersten Trennmesser mechanisch gesteuertes Hilfsventil für Öffnung und Schließung der übrigen Trennmesser. q.. 3. Device for opening and closing of isolating switches in three-phase high-voltage systems according to claim 2, characterized by an auxiliary valve for opening that is mechanically controlled by the first cutting knife and closing the remaining cutting knives. q .. Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern in Drehstromhochspannungsanlagen nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitungen zu den verschiedenen Trennmesserantriebenverschiedenen Strömungswiderstand besitzen. Device for opening and closing of disconnectors in three-phase high-voltage systems according to claims i to 3, characterized in that characterized in that the supply lines to the various cutting knife drives are different Have flow resistance. 5. Einrichtung zum Öffnen und Schließen von Trennschaltern in Drehstromhochspannungsanlagen nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftkolben des zuerst arbeitenden Trennmessers mit den Hilfsventilen zu einer konstruktiven Einheit baulich vereinigt ist.5. Device for opening and closing disconnectors in three-phase high-voltage systems according to claims i to q., characterized in that that the compressed air piston of the first working cutting knife with the auxiliary valves is structurally united to a constructive unit.