SE515936C2 - Mottagningsstation för högspänning samt förfarande för upp- eller ombyggnad av en sådan station - Google Patents

Description

25 30 35 515 936 2 och de är besvärliga att komplettera med ytterligare fack, speciellt efter en längre tid då det även kan vara svårt att få tag i reservdelar. Livstid på en mottagningsstation är ca 30 år.

Det är även förut känt att i syfte att undanröja de nackdelar som är förknippade med mottagningsstationer i det fria respektive gaskapslade sådana anordna delar av mottag- ningsstationen inkapslade i en byggnad i luftmiljö. Exempel härpå visas i SU 1 798 845, SU 801 166, FR 2 579 031, GB 916 391 och DE 4 139 177.

De båda SU-skrifterna visar hur komponenterna i ett ställverk är inneslutna i en byggnadscell. Utformningen av denna leder till stor bygghöjd, ca 20 meter och stationen matas med luftledningar. Hur övriga komponenter i en mot- tagningsstation, där byggnadscellen ingår, är arrangerade framgår ej, FR 2 579 031 visar en mottagningsstation där hög- spänningsställverket är anordnat i en luftisolerad byggnad i flera plan. Matningsledningarna är luftledningar. Trans- formatorerna ligger utanför byggnaden.

GB 916 391 visar hur man vid en mottagningsstation för lägre spänningar har denna inrymd i en byggnad med aluminiumväggar.

DE 4 139 177 visar hur hägspänningsställverket i en mottagningsstation är anordnat i en byggnad i flera plan.

Ställverket matas med luftledningar. Hur övriga delar av mot-1' tagningsstationen är utformade framgår ej.

De kända exemplen där delar av en luftisolerad mot- tagningsstation är inneslutna i en byggnad har till viss del kunnat undvika de nackdelar som är förknippade med mottag- ningsstationen i det fria respektive gaskapslade mottag- ningsstationer. Dock erbjuder ej någon av de ovan beskrivna anordningarna fullt ut möjligheten att vid högspänning anordna en luftisolerad mottagningsstation som är kompakt, servicevänlig och minimalt störande så att den obehindrat kan förläggas i urban miljö._ Ändamålet med föreliggande uppfinning är mot denna lO 20 25 30 ."515 9ä6;:;g;g;>” 3 bakgrund att åstadkomma en luftisolerad mottagningsstation för högspänning av det aktuella slaget som möter dessa krav.

Detta har enligt uppfinningen ernåtts genom att en mottagningsstation av det i patentkravets l ingress angivna slaget innefattar de speciella särdrag som anges i kravets kännetecknande del.

Tack vare att även sektionen med transformatororgan innesluts i en byggnad, och det i samma slutna byggnad som högspänningsställverket, blir hela mottagningsstationen av- skärmad från den yttre miljön för att minska dess störande inslag. Samtidigt möjliggöres ett mycket kompakt arrangemang vilket ytterligare bidrar till att kunna placera stationen i tätbebyggelse. Genom att sektionen med högspänningsställ- verket har ytterväggar med tillträde till dess fack genom dörrer i ytterväggen så möjliggöres service utan att man behöver anordna speciella servicegångar inne i byggnaden mellan transformatorsektionen och högspänningsställverks- sektionen. Detta skapar förutsättningen för att man kan låta transformatorsektionen-och högspänningsställverkssektionen Vangränsa direkt mot varandra och bidrar till att nedbringa stationens storlek. Jordkabelanslutningen är ytterligare ett särdrag som gör stationen anpassad till tätbebyggelse.

Tack vare den kompakta uppbyggnaden enligt upp- finningen kan för en typisk mottagningsstation med 145 kV på högspänningssidan det erforderliga markutrymmet minskas från ca 2400 nu till under 600 mÄ Vid ett föredraget utförande av denna utföringsform är byggnaden utförd i tre sektioner med brandsäkra väggar emellan, där den mellersta sektionen inrymmer mottagnings- stationens transformatorer, och med högspänningsställverkets sektion på den ena och mellanspänningsställverkets sektion på den andra. Detta bidrar till att optimera ytutnyttjandet samtidigt som ljudemissionen från transformatorerna till om- givningen dämpas.

Den uppfunna mottagningsstationens högspännings- ställverk är lämpligtvis uppdelad genom väggar avgränsade fack med apparatur för alla tre faserna, varigenom en 10 l5 20 25 30 35 oøuo 515 936 u en a no co u ø n ~ ua 4 rationell och utrymmesbesparande utformning uppnås.

I olika föredragna utföringsformerna innefattar facken linjefack, tranformatorfack, kombinationsfack och sektioneringsfack i, i beroende av den aktuella applika- tionen, fördelaktiga kombinationer. Facken är lämpligtvis försedda med dörrar för tillträde utifrån.

Fördelaktigt är att använda truckbrytare i facken och att anordna samlingsskenorna inuti byggnaden.

Ovan angivna och andra fördelaktiga utföringsfor- mer av den uppfunna mottagningsstationen anges i de av patentkravet l beroende underkraven.

Ur en andra aspekt avser uppfinningen även ett förfarande för att bygga upp eller bygga om en dylik mot- tagningsstation. Ett sådant förfarande anges således i patentkravet l8. _ Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer av densamma under hänvisning till medföljande ritningar i vilka fig. l är en vy från ovan av en mottagningsstation enligt uppfinningen, fig. 2 är ett symbolschema över högspänningsställ- verket i fig. l, fig. 3 - 5 är scheman motsvarande fig. 2 över alternativa utföringsformer av högspänningsställverket, fig. 6 är symbolförklaring relaterad till fig. 2 - 5, fig. 7 är en sidovy av ett linjefack enligt upp- finningen, fig. 8 är en sidovy av ett transformatorfack enligt uppfinningen, fig. 9 är en ändvy av ett kombinationsfack enligt uppfinningen, fig. l0 är en detalj av en sidovy av facket i fig. 9, fig. ll är en ändvy av ett sektioneringsfack enligt uppfinningen och fig. 12 är en perspektivvy av facket i fig. ll. 10 15 20 25 30 35 _ 251,5 936 a ua~noø n o ' a :nu nu n o coon oc: o: nu c nav un n 0 5 Fig. 1 visar ett schematiskt fågelperspektiv av mottagningsstationen enligt en utföringsform av uppfinningen.

Mottagningsstationen är inrymd i en byggnad som är uppdelad i tre sektioner. En första sektion 1 i vilket mottagnings- stationens mellanspänningsställverk 4 och ett kontrollrum 5 är inrymda. En andra sektion 2, i vilket två transformatorer 6, 7 är inrymda samt en tredje sektion 3, inrymmande hög- spänningsställverket. Byggnaden har en längd på ca 30 m, en bredd på ca 20 m och en högsta höjd på ca 7,5 m. De tre sek- tionerna 1, 2, 3 åtskiljs av väggar 8, 8a, vilka liksom även mellanvägg 75 och ytterväggarna är brandsäkra. Mottagnings- stationen har en spänning på 145 kV på högspänningssidan och 12/24 kV på mellanspänningssidan.

De båda transformatorerna 6, 7 är oljekylda varvid ca 90 % av den i transformatorerna utvecklade värmeeffekten på 200 kW kyls bort och kan tillgodogöras. Resterande 10 % kyls genom ventilation. Värdera transformator 6, 7 är med ledning 70, 71 förbunden med en värmeväxlare 72 som via en returledning 73 àterför kyld olja till transformatorn 6 och 7.

Väggarna 74 är tätande från tak och ner ca 1,5 från golvet. Den därmed bildade öppningen möjliggör att en fläkt till en värmeväxlare kan suga luft från transformatorutrymmet upp genom värmeväxlaren och ut i fria luften.

Högspänningsställverkets sektion 3 är uppdelad i fem stycken fack 9 - 13 anordnade i rad, åtskilda av väggar 14 - 17. De båda yttre facken 9, 13 är linjefack och för- bundna med inkommande högspänningslinjer, vilka är jord- kablar. Innanför vardera linjefack 9, 13 finns ett trans- formatorfack 10, 12 förbundna med varsin av transformatorerna 6, 7. Facket i mitten är ett sektioneringsfack 11, anordnat, att dela upp högspännings-ställverkets i två sektioner.

Högspänningsställverket är luftisolerat och vardera fack betjänar alla tre faserna. Högspänningsställverkets samlingsskenor 18, 19, 20 är genom sektioneringsfacket upp- delade i två sektioner l8a; 18b, 19a;19b, 20a;20b och löper inuti byggnaden. Väggarna 14, 15, 16, 17 i högspännings- 10 15 20 25 30 35 v 35,15 91% 6 ställverket når inte ända upp till byggnadens tak. Samlings- skenorna är anordnade ovanför dessa väggar.

I linjefacket 9 är en trepolstruckbrytare 21 anord- nad, med kontakterna till samlingsskenor belägna rakt ovanför motsvarande kontakter till inkommande linje. I facket finns även spännings- och strömtransformatorer, ventilavledare, kabelavslutning och jordslutare. Facket 13 är likadant, med truckbrytare 25.

Transformatorfacken 10, 12 är bestyckade på i stort sett samma sätt, men innehåller ej någon spänningstrans- formator. Truckbrytarens 22 resp. 24 undre kontakter ansluts här till motkontakter förbundna med respektive transformator 6, 7. , Sektioneringsfacket 17 innehåller en truckfrånskil- jare 23 genom vilken sektioneringen åstadkommes.

Vid en alternativ utföringsform kan linjefacket 9 och transformatorfacket 10 slås samman till ett konbinations- fack, varvid mellanväggen 14 naturligtvis utgår. På motsvar- ande sätt kan ett kombinationsfack bildas av facken 12 och 13. Ett sådant kombinationsfack blir längre än ett av facken 9 och 10, men kortare än deras sammanlagda längd. Endast en truckbrytare behövs i kombinationsfacket, varvid den kan vara anordnad på i princip två olika sätt, endera mellan linjen och samlingsskenorna varvid samlingsskenorna är direktkopp- lade till transformatoranslutningen eller mellan samlings- skenan och transformatoranslutningen, varvid samlingssken- orna är direktkopplade till linjen. I det förra fallet ersätts truckfrånskiljaren 23 i sektioneringsfacket ll av en truckbrytare.

Vid tillämpningar med endast en transformator i mottagningsstationen och två två ingående linjer utgår hög- spänningsställverkets sektioneringsfack och det ena trans- formatorfacket. Det andra kan vara utfört som ett kombina- tionsfack med en linje, varvid kombinationsfacket då lämp- ligtvis är utfört med truckbrytare mot linjen och direkt- koppling mot transformatorn. Ett sådant högspänningsställ- verk har således endast två fack, ett linjefack och ett 10 15 20 25 30 35 51 5 9 3 6 =II§ 7 kombinationsfack.

I vardera fack kan en styrbar videokamera 80 vara anordnad för övervakning. _ Vidare kan facken vara försedda med PD-övervakare 81 (Partiell Discharge) för att detektera partiella urladd- ningar i luft (Korona) då fältstyrkan blir för stor.

Sådana uppstår i luft runt vissa hörn på högspän- ningsdetaljer och är ogynnsamma eftersom de förorsakar för- luster, radiostörnignar och ozonbildning. Med PD-övervakning fås en mer fullständig elektrisk kontroll av de högspända apparaterna, vilket ger möjlighet att analysera trender och förutsäga driftsavbrott och servicebehov.

I figurerna 2 - 5 visas kopplingsschema för de ovan beskrivna alternativen och fig. 6 är en symbolsammanställning för underlättande av förståelsen av figurerna 2 - 5.

Fig. 2 representerar den utföringsform som illust- reras i fig. 1 med två linjefack 9, 11, med truckbrytare 21, 25, två transformatorfack 10, 12 kopplade till respektive transformator 6, 7 och sektioneringsfacket 13 med truckfrån- skiljare 23 medelst vilken ställverkets båda delar kan för- bindas med varandra då frånskiljaren 23 sluter samlingssken- ornas sektioner 18a, 19a, 20a respektive 18b, 19b, 20b med varandra eller sektioneras då frånskiljaren 23 bryter dessa.

Av schemat framgår även övrig bestyckningsapparatur i ställ- verket såsom spännings- och strömtransformatorer, kabelav- slutningar, jordslutare och ventilavledare, varvid hänvisas till symbolsammanställningen i fig. 6.

I fig. 3 och 4 visas de två alternativen med kombi- nationsfack för linje- och transformatorapparaturen. I fig. 3 är kombinationsfackens 26, 30 truckbrytare anordnade mellan linje och samlingsskena 18a, 19a, 20a resp. 18b, 19b, 20b medan transformatorerna 6, 7 är direktkopplade. Sektione- ringsfacket 31 är här försett med en truckbrytare 31. Fig. 4 skiljer sig från utförandet i fig. 3 genom att truckbrytarna 35, 36 i stället är placerade på transformatorsidan.

Figur 5 åskådliggör utförandet med ett linjefack 38 och ett kombinationsfack 39, där det senare är av typen med 10 15 20 25 30 35 truckbrytaren 41 på linjesidan. Genom samlingsskenorna 18, 19, 20 är de båda facken 38, 39 hela tiden slutna, varvid transformatorn 42 i beroende av brytarnas 40, 41 ställning matas från endera eller båda linjerna.

I symbolschemat i fig. 6 är A = spänningstrans- formator, B = strömtransformator, C = kabelavslutning, D = truckbrytare, E = truckfrånskiljare, F = krafttrans- formator, G = jordslutare och H = ventilavledare.

I figurerna 7 - 13 illustreras schematiskt exempel på utföranden av olika slag av fack där fig. 7 är ett linjefack, fig. 8 ett transformatorfack, fig. 9 och 10 ett kombinationsfack och fig. 11 och 12 ett sektioneringsfack.

Linjefacket i fig. 7 motsvarar facket 9 i fig. 1 och 2 och är försett med en trepolstruckbrytare 21. Truck- brytaren består av en på ett stativ åkbar enhet med profil- hjul som rullar på skenor på stativet 43. Åkrörelsen manöv- reras medelst en manövreringsenhet 44. Truckbrytaren uppbär tre stycken pelare anordnade bredvid varandra i ett plan vinkelrätt mot figurens plan så att endast en av dem är synlig i figuren och de andra två skymda bakom denna. Vardera pelare består av en nedre 45 och en övre 46 stödisolant, där vardera nedre stödisolant uppbär en undre kontakt 47 till respektive en fas och anordnad för anslutning till var sin motkontakt 49 från linjen. Vardera övre stödisolant 46 upp- bär på liknande sätt varsin övre kontakt 48 anordnad för an- slutning till en respektive motkontakt 50 till vardera sam- lingsskena. Motkontakterna 50 uppbärs av var sin stödisolant 59 som sträcker sig nedåt från en bärbalk 60 förlöpande vinkelrät mot papperets plan och som är uppburen av en pelare 61 vid fackets vardera sidovägg. Samlingsskenorna 18, 19, 20 vilka är belägna på olika höjd med ca 300 mm höjdskillnad uppbärs av stödisolanter 51, 52 resp. 53 och är anslutna till motkontakterna via var sin ledare, där endast ledarna 54, 55 till de båda bakre samlingsskenorna 19, 20 är synliga i figuren. Inkommande kabel 56 från linjen är via strömtrans- formator B kabelanslutning C och en ledare 57 förbunden med respektive motkontakt 49. I figuren visas truckbrytaren i 10 15 20 25 30 35 frånslaget läge. Strömbanan sluts genom att truckbrytaren åker mot höger i figuren varvid de sex kontaktparen 47, 49 och 48, 50 samtidigt sluts så att strömmen leds från inkom- mande kabel 56 upp till respektive samlingsskena 18, 19, 20.

I fig. 8 visas ett transformatorfack 10 i en mot- svarande vy. Truckbrytaren 22 är av samma slag som den i fig. 7 för linjefacket och dess anslutning till samlingsskenorna 18, 19, 20 är likadan. Truckbrytarens 22 nedre kontakter 47' samverkar här med motkontakter 49' till ledare 57' förbundna med kablarna 58 till transformatorn, via kabelanslutningen C och strömtransformatorn B. Transformatorkablarna 58 är till skillnad mot de inkommande kablarna 56 i fig. 7 riktade uppåt för att anpassas till uttagen på transformatorn. Då truck- brytaren 22 förts till sitt tilläge leds strömmen från de från linjefacket inkommande samlingsskenorna via truckbry- taren till transformatorn.

Kombinationsfacket 26 i fig. 9 och 10 visas i fig. 9 i en ändvy, dvs. en vy vinkelrät motsvarande vyn för linje- och transformatorfacken i fig. 7 och 8. Kombinationsfacket är av det slag som illustreras i fig. 3, dvs. med brytning mellan linje och samlingsskenor. För truckbrytaren 29 i kom- binationsfacket i fig. 9 hänvisas därför till beskrivningen av truckbrytaren i linjefacket i fig. 7. Vardera transforma- torkabel 62 är via strömtransformator B och kabelanslutning C direkt förbunden med respektive samlingsskena 18, 19, 20.

Förbindelse mellan linje och transformator sluts och bryts således genom en enda truckbrytare i detta fall.

Sektioneringsfacket 11 med dess truckfrånskiljare 23 (se fig. 1 och 2) illustreras i fig. 11 och 12. Trucken är av liknande slag som den hos truckbrytaren i fig. 7 - 10 men brytaren är här ersatt med kortslutningsbleck. Truckfrånskil- jarens tre pelare består här vardera av en nedtill anordnad stödisolant 63 och en ovanpå denna i dess förlängning anord- nad ledande pelare 64. Vid respektive stödisolants 63 övre ände är en kontakt 65 anordnad för anslutning till mot- svarande motkontakt 67 till respektive samlingsskena 18a, 19a, 20a och vid vardera ledares 64 övre ände finns på samma 10 -51 5 9 å 6 10 sätt en kontakt 66 för anslutning till kontakterna 68 på samlingsskenornas andra sektioner 18b, 19b, 20b.

Motkontakterna för samlingsskenornas första sek- tioner 18a, 19a, 20a uppbäres av från truckstativet uppåt- riktade stödisolanter 69 och motkontakterna 68 för de andra sektionerna 18b, l9b, 20b av från en i övre delen av facket anordnad bärbalk 70 snett nedåtriktade stödisolanter 71.

Samlingsskenornas sektioner uppbäres av stödisolanter intill fackets sidoväggar. Medelst truckfrånskiljaren 23 blir ställ- verket i frånslaget läge uppdelat i två sektioner och i tillslaget läge förbundet till en enhet.

Claims (19)

lO 20 30 35 (515 9š6 sfiswa sfæ ::- ="==:: -s st 9700496-4 ' ' 2": ZI==..='=..==..=' .=. ll NYA PATENTKRAV

1. Mottagningsstation för högspänning innefattande en första sektion (l) med ett mellanspänningsställverk (4), en andra sektion (3) med ett luftisolerat högspänningsställverk (9-13) och en tredje sektion (2) med transformatororgan (5,6) där sektionen med högspänningsställverket (9-13) är anordnad inuti en sluten byggnad i ett våningsplan och innefattar ett flertal av väggar avskilda fack (9-13), kännetecknad av att även åtminstone sektionen (2) med transformatororgan (5, 6) är inrymd i samma byggnad där sektionen (3) med högspännings~ ställverket (9-l3) på en sida angränsar mot sektionen (2) med transformatororgan medelst en brandsäker mellanvägg (8) och på en annan sida har en med dörrar för tillträde till nämnda fack försedd yttervägg och stationens matningsledningar ut~ göres av jordkablar.

2. Mottagningsstation enligt patentkravet l, vid V vilken samtliga nämnda sektioner är anordnade i en gemensam byggnad med mellanväggar (8, 8a), i vilken byggnad även en kontrollenhet (5) är inrymd.

3. Mottagningsstation enligt patentkravet 2, vid vilken sektionen (l) med mellanspänningsställverket inrymmer kontrollenheten (5), sektionen (2) med transformatororganen (5, 6) är belägen mellan de båda övriga sektionerna och varvid de olika stationerna àtskiljes från varandra genom brandsäkra väggar (8, 8b).

4. Mottagningsstation enligt något av patentkraven l - 3, vid viken nämnda transformatororgan (5, 6) innefattar en eller flera transformatorer, att vardera transformator till huvuddelen är oljekyld och till en mindre del är luft- kyld.

5. Mottagningsstation enligt patentkravet 4, vid vilken organ (70-73) är anordnade för återvinning av åtmins- 10 20 25 30 35 515 12 tone den genom oljan bortförda värmen.

6. Mottagningsstation enligt något av patentkraven l ~ 5, vid vilken vardera fack inrymmer elektrisk apparatur till alla tre faserna i en trefasledning.

7. Mottagningsstation enligt patentkravet 6, vid vilken nämnda luftisolerade högspänningsställverk innefattar ett första (9) och ett andra (13) linjefack och ett trans- formatorfack (10).

8. Mottagningsstation enligt patentkravet 6, vid vilken nämnda luftisolerade högspänningsställverk innefattar ett linjefack (38) och ett kombinerat linje/transformator- fack (39).

9. Mottagningsstation enligt patentkravet 8, vid vilken nämnda luftisolerade högspänningsfack innefattar ett sektioneringsfack (28) och två kombinerade linje/transfor- matorfack (27, 33).

10. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 1 - 9 vid vilken nämnda luftisolerade högspänningsfack innefattar ytterligare ett transformatorfack (12).

11. ll. Mottagningsstation enligt patentkravet 10, vid vilken nämnda isolerade högspänningsställverk även inne- fattar ett sektioneringsfack (ll, 28, 34).

12. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 6 - ll, vid vilken nämnda fack är anordnade i en rad längs sektionen med transformatororgan.

13. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 6 - 12, vid vilken högspänningsställverket är försedd med samlingsskenor (18, 19, 20) anordnade inne i byggnaden, vilka samlingsskenor är utformade som aluminiumror. 10 15 20 25 30 35 515 935 š=IIs:ïï:.¿"gsïï.. n n n a u no ca nu nu one one 13

14. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 6 - 12 vid vilken högspänningsställverket innefattar truck- brytare (21).

15. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 1 - 14, vid vilket transformatororganen (5, 6) är anslutna till truckbrytare (21) medelst väggenomföringar.

16. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 1 - 15, vid vilket styrbara videokameror (80) är anordnade för övervakning.

17. Mottagningsstation enligt något av patentkraven 1 - 16, vid vilket organ (81) är anordnade för övervakning av partiella urladdningar i densamma, (PD-övervakningsorgan).

18. Förfarande för upp- eller ombyggnad av en mottag- ningsstation för högspänning innefattande en första sektion för ett mellanspänningsställverk, en andra sektion med ett luftisolerat högspänningsställverk och en tredje sektion med transformatororgan, vid vilket sektionenen med högspännings- ställverket anordnas inuti en sluten byggnad i ett vånings- plan och utformas att innefatta ett flertal av väggar åtskil- da fack, kännetecknat av att även åtminstone sektionen med transformatororgan inrymmes i samma byggnad och sektionen med högspänningsställverket anordnas att på en sida angränsa mot sektionen med transformatororgan medelst en brandsäker mel- lanvägg och på en annan sida förses med yttervägg med dörrar för tillträde till nämnda fack och att stationen anslutas till jordkablar.

19. Förfarande enligt patentkravet 18, vid vilket mot- tagningsstationen upp- eller ombygges på ett sådant sätt att det förses med byggnad och anordningar i enlighet med vad som anges i något av patentkraven 2 - 17.