DE69202465T2

DE69202465T2 - Ventilkaskaden für hohe Spannungen.

Info

Publication number: DE69202465T2
Application number: DE69202465T
Authority: DE
Inventors: Urban Astroem; Mats Johansson; Fredrik Rueter
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1992-01-11
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-01-12
Also published as: EP0495415B1; SE9100120L; SE467809B; DE69202465T3; SE9100120D0; DE69202465D1; CA2059224A1; EP0495415A1; US5399803A; EP0495415B2; CA2059224C

Description

Ventilstapel für hohe Spannungen

Die Erfindung betrifft einen Ventilstapel für hohe Spannungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Ventilstapel kann ein oder mehrere Hochspannungsstromwandler ventile oder einen Teil eines solchen Hochspannungsstromwandlerventils bilden.
Luftisolierte Typen solcher Stromrichterventile werden normalerweise in Form hoher Ventilstapel aufgebaut. Diese bestehen aus einer Anzahl elektrisch miteinander verbundener Ventilmodule, die auf übereinander angeordneten Etagen mit einem oder mehreren Ventilmodul (en) in jeder Etage angeordnet sein können. Jedes Ventilmodul enthält Stromrichterventile, bei denen es sich um Thyristoren handeln kann, sowie Hilfseinrichtungen wie zum Beispiel Spannungsteilern, in denen unter anderem ölimprägnierte Kondensatoren enthalten sein können. Die Ventilmodule können auch in anderer Weise in dem Ventilstapel angeordnet sein; jedoch an bestimmten Stellen im Stapel wird stets ein Ventilmodul über einem anderen Ventilmodul angeordnet sein. Ein großes Feuer in einem Ventilmodul kann sich daher nach oben zu einem darüber angeordneten Ventilmadul im Ventilstapel ausbreiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilstapel für hohe Spannungen, in welchem die Möglichkeit der Ausbreitung eines Feuers von einem Ventilmodul zu einem anderen weitgehend verhindert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird einen Ventilstapel für hohe Spannungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welcher erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zusätzlichen Ansprüchen genannt.
In dem Fall, daß der Ventilstapel in Etagen aufgeteilt ist, sollen mindestens zwei Etagenebenen gegeneinander isoliert sein durch die Anordnung von Feuerschutzwänden unter den in der oberen Etage befindlichen Ventilmodulen. Auf diese Weise werden zumindest diese beiden Etagen des Ventilstapels hinsichtlich von Feuer gegeneinander isoliert sein. Unter dem Gesichtspunkt der Brandgefahr ist es natürlich noch besser, wenn alle Ventilmodule, die übereinander angeordnet sind, durch zwischen ihnen angeordnete Feuerschutzwände gegeneinander isoliert werden, obwohl dies zu gewissen Problemen hinsichtlich einer verschlechterten Zugänglichkeit der im Stapel vorhandenen Ausrüstungen führen kann und möglicherweise in einem gewissen Ausmaße auch zu einer verschlechterten Kühlung.
Gemäß einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilstapel längs eines im wesentlichen vertikalen Ebene in zwei Stapelhälften unterteilt, die durch einen sich in senkrechter Richtung erstreckenden zentralen Schacht voneinander getrennt sind. Dabei ist jede Feuerschutzwand aus zwei zueinander L-förmig angeordneten Platten aufgebaut, von denen eine Platte im wesentlichen horizontal unter einem oder mehreren Ventilmodul(en) angeordnet ist. Die andere Platte ist im wesentlichen vertikal zwischen den zuletzt genannten Ventilmodulen und dem zentralen Schacht angeordnet. Die L-förmige Feuerschutzwand besteht vorteilhafterweise aus einem einzigen integralen Teil aus plattenförmigem Glasfasermaterial. Der Übergang zwischen der horizontalen und der vertikalen Platte der Feuerschutzwand ist abgerundet, um eine laminare Strömung von möglicherweise auftretenden Abgasen um die Ecke sicherzustellen. Die im wesentlichen horizontale Platte ist auch mit Vertiefungen oder kleinen Schalen zum Auffangen von Lecköl aus den darüberliegenden Kondensatoren versehen. Dieselbe Platte ist auch in einem gewissen Maße in Richtung zum äußeren Rand des Ventilstapels geneigt, um sicherzustellen, daß Leckwasser von dem darunter angeordneten Ventilmodul weggeleitet wird.
Um das Erkennen eines Feuers in einem Ventilmodul zu erleichtern, ohne jedes Ventilmodul mit einer eigenen Feuer- Erkennungseinrichtung ausrüsten zu müssen, werden die Abgase in den zentralen Schacht geleitet und durch diesen nach oben zu einer Einrichtung zum Erkennen von Abgasen geleitet, die im Dach der Ventilhalle über dem Ventilstapel angeordnet ist. Arbeitsplattformen im zentralen Schacht sind so beschaffen, daß sie die genannten Abgase durchlassen. Beispielsweise sind die Arbeitsplattformen als Gitterwerke aus hochkant stehenden Plattenbändern oder aus elektrisch isolierenden Laminaten aufgebaut. In ähnlicher Weise sind die L-förmigen Feuerschutzwände mit einem runden Übergang von einer horizontalen zu einer vertikalen Platte versehen, um eine laminare Strömung der Abgase um die Ecke herum zu erreichen. In den Fällen, in denen der Ventilstapel einen Koronaschild als Dach hat, ist dieser Schild über dem zentralen Schacht mit Öffnungen zum Durchströmen eventuell auftretender Abgase versehen.
Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Figur 1 ein teilweise ausgefülltes Gerüst eines Ventilstapels,
Figur 2 eine Feuerschutzwand gemäß der Erfindung,
Figur 3 dieselbe Feuerschutzwand gerade von oben gesehen,
Figur 4 einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 3,
Figur 5 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie B-B in Figur 3,
Figur 6 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie C-C in Figur 3,
Figur 7 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie D-D in Figur 3,
Figur 8 ein Koronaschild zum Abdecken des Ventilstapels,
Figur 9 eine im zentralen Schacht angeordnete Arbeitsplattform in Seitenansicht,
Figur 10 die Arbeitsplattform gemäß Figur 9 in Draufsicht.
Figur 1 zeigt ein teilweise ausgefülltes Gerüst 1 für einen Ventilstapel 2, der dazu bestimmt ist, mittels Isolatoren 3 an der Decke einer Ventilhalle aufgehängt zu werden. Der Ventilstapel umfaßt 16 übereinander angeordnete Etagen 4. Auf jeder Etage befinden sich vier Ventilmodule 5, von denen zwei im vorderen Teil des Ventilstapels 5 angeordnet sind und zwei im hinteren Teil desselben. Die beiden Paare von Ventilmodulen werden durch einen vertikalen zentralen Schacht 6, der zwischen den Modulen liegt, voneinander getrennt. Die Konturen des zentralen Schachtes werden deutlich durch die Arbeitsplattformen 7. Aus Gründen der Klarheit ist nur die obere Etage 4 mit Ventilmodulen 5 im Gerüst 1 ausgerüstet. In diesem Falle enthalten die Ventilmodule Thyristorventile und Hilfseinrichtungen, zu denen unter anderem ölimprägnierte Kondensatoren gehören.
In der dritten Etage, gerechnet von oben, sind die Feuerschutzwände 8 gezeigt, bestehend aus einer im wesentlichen horizontalen Platte direkt unterhalb eines nicht gezeigten Ventilmoduls 5 und einer vertikalen Platte, die eine Abgrenzung zum zentralen Schacht bildet. Oben ist der Ventilstapel 2 mit einem Koronaschirm 9 versehen, in dem sich Öffnungen 10 befinden für Abgase aus dem zentralen Schacht 6. Direkt über dem Ventilstapel befindet sich im Dach der Ventilhalle ein Abgasdetektor 18. Hiermit wird beabsichtigt, daß ein mögliches Feuer in einem Ventilmodul 5 schnell durch die Abgase von dem Ventilmodul erkannt wird, welche Abgase auf den im wesentlichen horizontalen Teil der Feuerschutzwände über dem Ventilmodul 5 treffen und dort in Richtung zum zentralen Schacht hin abgelenkt werden und durch diesen und die Öffnungen in dem Koronaschild 9 zu dem Abgasdetektor 18 gelangen.
Figur 2 zeigt eine Feuerschutzwand 8, die aus einer im wesentlichen horizontalen Platte 11 und einer vertikalen Platte 12 besteht. Die Platte 11 ist mit Vertiefungen 13 zum Sammeln von brennbaren Flüssigkeiten versehen, die möglicherweise aus dem über der Platte 11 angeordneten Ventilmodul 5 herauslecken. Die Ebene der Platte 11 selbst ist so ausgebildet, daß sie von der Verbindungslinie mit der vertikalen Platte 12 schwach geneigt nach außen zum äußeren Rand des Ventilstapels 2 verläuft, während die Befestigungsränder 14, die die Platte 11 in seitlicher Richtung begrenzen, horizontal verlaufen. Dies bedeutet, daß Leckflüssigkeit, die auf die Platte tropft und nicht von den Vertiefungen 13 aufgenommen wird, zum äußeren Rand des Ventilstapels 2 läuft. Es ist daher zweckmäßig, Geräte, die brennbare Flüssigkeiten enthalten, über den Vertiefungen 13 anzuordnen, und Geräte, die gekühlt werden, beispielsweise durch Wasser, über dem glatten Teil der Platte 11 anzuordnen. Die vertikale Platte 12 enthält auch eine Anzahl vertikaler Schlitze 15 zur eventuellen Aufnahme vertikal angeordneter nicht-gezeigter feuerfester Platten aus Laminat.
Diese Platten dienen der Begrenzung einer horizontalen Ausbreitung von Feuer innerhalb eines Ventilmoduls und tragen natürlich auch dazu bei, die Gefahr einer vertikalen Ausbreitung des Feuers zu vermindern. Die Schlitze 15 sowie die leichte nach außen gerichtete Neigung der Platte 11 tragen auch dazu bei, eventuell auftretende Abgase in einer laminaren Strömungsform in den zentralen Schacht 6 und in diesem aufwärts zu leiten. Figur 3 zeigt die Feuerschutzwand 8 von oben unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2. Die Figuren 4 bis 7 zeigen verschiedene Schnitte der Figur 3 mit den gleichen Bezugszeichen.
Figur 8 zeigt einen Koronaschild 9 mit Öffnungen 10, Figur 9 zeigt eine Arbeitsplattform 7 von der Seite, und Figur 10 zeigt die gleiche Arbeitsplattform von oben. Die Arbeitsplattform ist so konstruiert, daß sie Abgase durchläßt, und sie kann aus zwei langen Stäben 16 bestehen, zwischen denen hochkant gestellte Bandstege 17 angeordnet sind.
Der Ventilstapel kann natürlich auch anders als zuvor beschrieben aufgebaut sein, mit einer anderen Anzahl von Etagen 4 und Ventilmodulen 5. Die Ventilmodule können auch gestuft angeordnet sein. Das Hauptmerkmal ist die Anordnung von Feuerschutzwänden der beschriebenen Art unter einer geeigneten Anzahl von Ventilmodulen, die übereinander angeordnet sind.
Wie oben erwähnt, können die Feuerschutzwände aus plattenförmigem Glasfasermaterial aufgebaut sein, es können aber natürlich auch andere feuerfeste Materialien verwendet werden.

Claims

1. Ventilstapel für hohe Spannungen, vorzugsweise für Hochspannungsstromrichterventile, mit einer Anzahl elektrisch miteinander verbundener Ventilmodule (5), von denen einige übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen übereinander angeordneten Ventilmodulen (5) Feuerschutzwände (8) angeordnet sind.

2. Ventilstapel nach Anspruch 1, der in eine Anzahl von übereinanderliegenden Etagen (4) unterteilt ist, wobei jede Etage (4) ein oder mehrere Ventilmodule (5) enthält, zu denen Ventile und zugehörige Hilfseinrichtungen gehören, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens zwei Etagen (4) Feuerschutzwände (8) unter den Ventilmodulen (5) angeordnet sind, die in der oberen Etage (4) vorhanden sind.

3. Ventilstapel nach Anspruch 1 oder 2, der längs einer im wesentlichen vertikalen Ebene in zwei Stapelhälften unterteilt ist, die durch einen vertikal verlaufenden zentralen Schacht (6) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feuerschutzwand (8) aus zwei Platten (11, 12) besteht, die L-förmig zueinander angeordnet sind, wobei eine der Platten im wesentlichen horizontal unter dem Ventilmodul (5) liegt, während die andere Platte im wesentlichen senkrecht zwischen 28 dem zuletzt genannten Ventilmodul (5) und dem zentralen Schacht (6) angeordnet ist.

4. Ventilstapel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die L-förmige Feuerschutzwand (8) aus einem einzigen Teil mit abgerundetem Übergang zwischen den die Feuerschutzwand (8) bildenden Platten (11, 12) hergestellt ist.

5. Ventilstapel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine eventuell vorhandene Arbeitsplattformen (7) im zentralen Schacht so beschaffen sind, daß Abgase, die durch den zentralen Schacht (6) strömen, durch sie hindurchtreten können.

6. Ventilstapel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, der oben mit einem Dach versehen ist, welches eventuell als Koronaschild (9) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Dach mit Öffnungen (10) über dem zentralen Schacht (6) versehen ist.

7. Ventilstapel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (11) unter den Ventilmodulen (5) leicht geneigt in Richtung zum äußeren Rand des Ventilstapels (2) angeordnet sind.

8. Ventilstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen horizontal angeordneten Platten (11) mit Vertiefungen (13) zum Auffangen von eventuellen brennbaren Leckflüssigkeiten aus dem darüber liegenden Ventilstapel (5) versehen sind.

9. Ventilstapel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ventilstapel (12) in einer Ventilhalle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Abgasdetektoren (18) im Dach der Ventilhalle über dem Ventilstapel (2) angeordnet sind.