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Transformatorenstation Transformatorenstationen in der Grösse von bis zu 2 X 1000 kVA werden im allgemeinen in separat erstellten Gebäuden mit einer Grundfläche von ca. 50 m2, oder in separaten Räumen grösserer Bauten unter Beanspruchung einer ungefähr gleich grossen Bodenfläche untergebracht.
Diese Arten der Plazierung bringen jedoch erhebliche Nachteile, sei es in baulicher oder in finanzieller Hinsicht, indem einerseits teurer Boden überbaut werden muss, oder gewisse Räumlichkeiten von Objekten, die im Kubikmeterpreis noch kostspieliger sind, nicht zu besseren Nutzung zur Verfügung stehen. Zudem werden die bekannten freistehenden Transforma- torenstationen ( Transformerhäuschen ) auch in ästhetischer Beziehung vielfach als störend empfunden. Diese Nachteile sollen nun durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Transformato- renstation, die erfindungsgemäss in ein in den Erdboden versenktes, als Stahlblechtank ausgebildetes Gehäuse verlegt ist, das die gesamte Hoch- und Niederspannungsrüstung, inklusive Transformatoren, Hochleistungs- schalter, Schutz- und Lüftungsvorrichtungen enthält und sowohl hoch- als auch niederspannungsseitig im Erdboden versenkt liegende Kabeleinführungsstellen für die Stromanspeisung und -abgäbe aufweist und mit Montageöffnungen und einem Einstiegschacht versehen ist.
Die wichtigsten Vorteile der erfindungsgemässen Un- terflur-Transformatorenstation sind folgende: Die ganze Anlage kann in der Fabrik vorfabriziert werden, so dass sich kurze Fertigungs- und Montagezeiten ergeben.
Der Transport der Station an den Benützungsort kann als komplett ausgerüstete Anlage in einem Stück erfolgen, so dass bester Schutz der eingebauten Apparate vor Transportschäden gewährleistet ist.
Durch die wirtschafltichen Vorteile der Anlage werden die Bodenaushubkosten bei weitem aufgewogen, indem der über der Station befindliche Boden für Fahrbahnen, Wege, Park- und Spielplätze oder Bauten genutzt werden kann.
Die Anlage ist bereits als Bauprovisorium verwendbar, so dass grössere elektrische Installationen auf dem Bauplatz wegfallen.
Den Kosten für die Massivbauten der herkömmlichen Transformatorenhäuschen stehen die Kosten des Tankes und des hiefür erforderlichen Bodenaushubes gegenüber. Diese letzteren Kosten sind nicht nur kleiner als die ersteren, sondern die Anordnung unter der Erdoberfläche bringt noch weitere erhebliche Vorteile mit sich, indem Störungen des Landschaftsbildes und Sichtbehinderungen an Strassenkreuzungen und Gabelungen wegfallen.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung unter Flur ist die nach aussen vollständige Dämpfung der bei Transformatoren auftretenden lästigen Brumm- töne. Wenn die ganze Station samt Gehäuse eine transportable Einheit bildet, ist eine Versetzung der Station ohne grosse Umtriebe und Kosten möglich. Die Anordnung unter Flur bietet endlich besten Schutz gegen Blitzschlag, Brand und Beschädigungen durch Katastropheneinflüsse oder Luftangriffe im Kriegsfall.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Transforma- torenstation, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, teilweise im Horizontalschnitt, Fig. 3 eine Stirnansicht zu Fig. 1, und Fig. 4 das Schaltungsschema der Hoch- und Nie- derspannungsstromführung.
Die dargestellte Unterflur-Transformatorenstation ist in einem Gehäuse untergebracht für das z. B. ein abgeänderter Öltank in der ungefähren Grösse von 3,5 Meter Durchmesser und 16,4 Meter Länge verwendet werden kann. Der Tank ist im Erdboden versenkt und
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enthält die gesamte Hoch- und Niederspannungsaus- rüstung inklusive Transformatoren 4, Hochleistungs- schaltern 8a usw. Die Stromanspeisungs- und -abgabe- stellen sind sowohl hoch- als auch niederspannungsseitig ebenfalls unter die Erdoberfläche verlegt.
Das Tankgehäuse besteht aus Stahlblech von ca. 7 mm Dicke. Die Gehäusewand ist innen und- aussen je mit einer Spezialisolation gegen die verschiedenen Arten der Korrosion, wie Kondenswasserbildung, Lokalelementbildung, vagabundierende Ströme. und biologische Einflüsse versehen. Für den Transport des die komplette Anlage enthaltenden Tanks finden die üblichen Schutzmassnahmen Anwendung.
Gegen das eine Ende des Tanks ist aussenseitig ein Einstiegschacht 1 vorgesehen, der mit dem Tank durch einen Bedienungszugang 2 mit Abschlusstüre 2a verbunden ist, in welch letztere Frischluftventilatoren 3 eingebaut sind. Die Türe 2a hat eine Höhe von etwa 2 Metern und eine Breite von etwa 0,7 Metern. Der Einstiegschacht 1 ist ferner mit einer Einstiegleiter la sowie mit einem abnehmbaren Deckel versehen.
Der Hauptteil des Tankes enthält zwei Montage- öffnungen 6 von je etwa 1,9 Metern Durchmesser, die mit wasserdicht verschliessbaren Deckeln versehen sind. Diese Montageöffnungen dienen in der Hauptsache zum Auswechseln der Transformatoren 4 oder anderer Anlageteile. Im Tank ist ferner ein Fussboden 15 aus Holz verlegt, damit die mit der Bedienung der Anlage beschäftigte Person mit der Metallmasse des Tankes nicht in Berührung kommen kann.
Als Verstärkung und zugleich als Befestigungsträger für die Schutzgitter 7 oben und 7a unten, ferner für die Hochleistungsschal- ter 8a mit Frontplatten 8 sowie für die Hochleistungs- trenner 9 und andere Apparate sind elf Montageringe 5 in den Tank eingeschweisst. Diese Montageringe dienen gleichzeitig zur Trennung der einzelnen Hochspannungszellen bzw. Verteilerfelder der Niederspannungsseite.
Die schweren Transformatoren. sind mittels Rollen 4' auf T-Profilen 16 fahrbar, so dass sie bequem von ihren Standplätzen an den Enden der Anlage unter die Montageöffnungen 6 verschiebbar sind.
Die gesamte Station wird im Dauerbetrieb künstlich belüftet; wobei die Luft mit Hilfe der in die Türe 2a eingebauten Schraubenlüfter 3 durch einen separaten, am Einstiegschacht angebrachten Saugstutzen 10 angesaugt und durch den ganzen Tank hindurch gefördert wird, um durch einen an der gegenüberliegenden Montageöffnung 6 angebrachten Abluftstutzen 11 wieder auszutreten.
An den beiden Stirnseiten des Tanks sind spezielle Rohrstutzen 17 für die Einführung der Hoch- und Niederspannungskabel vorgesehen. Nach erfolgter Verlegung der Kabel werden die Stutzen 17 mit einer Kunstharzmasse ausgegossen, um ein Eindringen von Wasser oder andern Flüssigkeiten in den Tank zu verhindern.
Die ungefähre Verlegung der Anlage mit zwei Transformatoren 4, sechs Leistungsschaltern 8a mit zugeordneten Berührungsschutzgittern 7, 7a gegen die Bedienungsseite und einem Trenner 9 auf der Hochspan- nungs-Hochleistungssicherungen 12, zwei Messfeldern und zwei Reservefeldern auf der Niederspannungsseite ist im Schaltungsschema gemäss Fig. 4 ersichtlich. Aus- serdem sind vorschriftsgemäss Erdungen vorgesehen.
Die Tank- und Isolationsüberwachung wird durch besondere Aussenschutzanlagen unter Verwendung von speziellen Kleingleichrichtern mit besonderen Mess- instrumenten erreicht.
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Transformer station Transformer stations in the size of up to 2 X 1000 kVA are generally housed in separately constructed buildings with a floor area of approx. 50 m2, or in separate rooms in larger buildings with a floor area of approximately the same size.
However, these types of placement have significant disadvantages, be it in structural or financial terms, in that on the one hand expensive land has to be built over, or certain premises of objects, which are even more expensive in cubic meters, are not available for better use. In addition, the well-known, free-standing transformer stations (transformer houses) are often perceived as disruptive in terms of aesthetics. These disadvantages are now intended to be eliminated by the present invention.
The invention relates to a transformer station which, according to the invention, is laid in a housing sunk into the ground, designed as a sheet steel tank, which contains the entire high and low voltage equipment, including transformers, high-performance switches, protection and ventilation devices and both high and low voltage also has cable entry points sunk into the ground on the low-voltage side for the power supply and output and is provided with assembly openings and an access shaft.
The most important advantages of the underfloor transformer station according to the invention are as follows: The entire system can be prefabricated in the factory, so that short production and assembly times result.
The station can be transported to the place of use as a fully equipped system in one piece, so that the best protection of the built-in devices against transport damage is guaranteed.
Due to the economic advantages of the system, the excavation costs are far outweighed by the fact that the soil above the station can be used for roadways, paths, parking lots and playgrounds or buildings.
The system can already be used as a temporary construction, so that larger electrical installations on the construction site are no longer necessary.
The costs for the solid structures of the conventional transformer houses are offset by the costs of the tank and the excavation required for it. These latter costs are not only lower than the former, but the arrangement below the surface of the earth brings with it further considerable advantages, in that disturbances of the landscape and visibility at road crossings and forks are eliminated.
A further advantage of the arrangement under the floor is the complete attenuation of the annoying humming tones that occur with transformers. If the entire station including the housing forms a transportable unit, the station can be relocated without major hassle and expense. The arrangement under the floor finally offers the best protection against lightning strikes, fire and damage caused by disasters or air attacks in the event of war.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows a vertical section through the transformer station, FIG. 2 shows a plan view of FIG. 1, partially in horizontal section, FIG. 3 shows an end view of FIG. and FIG. 4 shows the circuit diagram of the high and low voltage power supply.
The illustrated underfloor transformer station is housed in a housing for the z. B. a modified oil tank in the approximate size of 3.5 meters in diameter and 16.4 meters in length can be used. The tank is sunk in the ground and
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contains the entire high and low voltage equipment including transformers 4, high power switches 8a etc. The power supply and delivery points are also laid under the surface of the earth on both the high and low voltage sides.
The tank housing is made of sheet steel approx. 7 mm thick. The inside and outside of the housing wall has a special insulation against the various types of corrosion, such as the formation of condensation, local element formation, stray currents. and provided biological influences. The usual protective measures are used for the transport of the tank containing the complete system.
Against one end of the tank, an access shaft 1 is provided on the outside, which is connected to the tank by an operator access 2 with a closing door 2a, in which the latter fresh air fans 3 are installed. The door 2a has a height of about 2 meters and a width of about 0.7 meters. The entry shaft 1 is also provided with an entry ladder la and a removable cover.
The main part of the tank contains two assembly openings 6, each approximately 1.9 meters in diameter, which are provided with covers that can be closed in a watertight manner. These mounting openings are mainly used to replace the transformers 4 or other system parts. In addition, a floor 15 made of wood is laid in the tank, so that the person who operates the system cannot come into contact with the metal mass of the tank.
Eleven mounting rings 5 are welded into the tank as reinforcement and at the same time as a mounting bracket for the protective grids 7 above and 7a below, furthermore for the high-performance switches 8a with front panels 8 and for the high-performance disconnectors 9 and other devices. These mounting rings also serve to separate the individual high-voltage cells or distribution fields on the low-voltage side.
The heavy transformers. can be moved by means of rollers 4 'on T-profiles 16 so that they can be conveniently moved from their positions at the ends of the system under the assembly openings 6.
The entire station is artificially ventilated in continuous operation; With the help of the screw fan 3 built into the door 2a, the air is sucked in through a separate suction nozzle 10 attached to the manhole and conveyed through the entire tank in order to exit again through an exhaust nozzle 11 attached to the opposite mounting opening 6.
Special pipe sockets 17 for the introduction of the high and low voltage cables are provided on the two end faces of the tank. After the cables have been laid, the nozzles 17 are filled with a synthetic resin compound in order to prevent water or other liquids from penetrating into the tank.
The approximate laying of the system with two transformers 4, six circuit breakers 8a with assigned contact protection grids 7, 7a against the operating side and a disconnector 9 on the high-voltage high-performance fuses 12, two measuring fields and two reserve fields on the low-voltage side is shown in the circuit diagram according to FIG. 4 evident. In addition, earthing is provided in accordance with regulations.
Tank and insulation monitoring is achieved through special external protection systems using special small rectifiers with special measuring instruments.