DE102013007551A1 - Gas-insulated switchgear assembly - Google Patents
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Abstract
Gasisoliertes Schaltfeld, mit drei Leiterphasen für unterschiedliche elektrische Potentiale, wobei jede Leiterphase mit einem eigenen Leistungsschalter unterbrechbar ist, der durch seine langgestreckte Form eine Längsachse definiert. Jeder Leistungsschalter weist einen ersten Leistungsanschluss auf, welcher eine erste Anschlussachse definiert, und einen zweiten Leistungsanschluss auf, welcher sich orthogonal zur Längsrichtung in dieselbe Richtung wie die erste Anschlussachse erstreckt und eine zweite Anschlussachse definiert. Ein erster Sammelschienenabschnitt, ein zweiter Sammelschienenabschnitt und ein dritter Sammelschienenabschnitt definieren durch ihre langgestreckte Form je eine erste Sammelschienenachse, eine zweite Sammelschienenachse und eine dritte Sammelschienenachse, die allesamt parallel zueinander verlaufen. Die Sammelschienenabschnitte sind in Richtung der ersten Anschlussachse derart gegeneinander versetzt, dass sich deren Projektionen auf eine sich rechtwinklig zur Längsachse erstreckende Projektionsebene nicht gegenseitig überlappen, wobei die erste Sammelschienenachse und die zweite Sammelschienenachse in einer gemeinsamen Sammelschienenebene angeordnet sind, während die dritte Sammelschienenachse parallel zu dieser Sammelschienenebene auf einer der ersten Anschlussachse zugewandten Seite der Sammelschienenebene angeordnet ist.Gas-insulated switchgear panel, with three conductor phases for different electrical potentials, each conductor phase being interruptible with its own circuit breaker, which defines a longitudinal axis due to its elongated shape. Each circuit breaker has a first power connection which defines a first connection axis and a second power connection which extends orthogonally to the longitudinal direction in the same direction as the first connection axis and defines a second connection axis. A first busbar section, a second busbar section and a third busbar section each define a first busbar axis, a second busbar axis and a third busbar axis, all of which run parallel to one another, due to their elongated shape. The busbar sections are offset from one another in the direction of the first connection axis in such a way that their projections on a projection plane extending at right angles to the longitudinal axis do not overlap, the first busbar axis and the second busbar axis being arranged in a common busbar plane, while the third busbar axis is parallel to this Busbar level is arranged on one of the first connection axis facing side of the busbar level.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der metallgekapselten gasisolierten Schaltanlagen (GIS), insbesondere der gasisolierten Hochspannungsschaltanlagen.The invention relates to the field of metal-enclosed gas-insulated switchgear (GIS), in particular the gas-insulated high-voltage switchgear.
Die Erfindung betrifft eine gasisolierte Schaltfeld gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine aus mehreren solchen Schaltanlagen gebildete Unterstation.The invention relates to a gas-insulated switch panel according to the preamble of
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Bei typischen gasisolierten Hochspannungsanlagen ist eine modulare Bauweise der Funktionsgruppen wie Leistungsschalter, Erdschalter usw. eines Schaltfelds (englisch ,bay' genannt) bekannt. Ein Schaltfeld wird hier allgemein als Feld einer Schaltanlage verstanden und kann verschiedenartig aufgebaut sein, beispielsweise als Kabelabgangsfeld, als Freiluftabgangsfeld oder als Kuppelfeld zum Verbinden zweier Sammelschienen.In typical gas-insulated high-voltage systems, a modular design of the functional groups such as circuit breakers, ground switches, etc. of a switching field (English, bay 'called) known. A switch panel is generally understood here as the field of a switchgear and can be constructed in various ways, for example as a cable outlet box, as outdoor outlet panel or as a dome panel for connecting two busbars.
Um eine metallgekapselte, gasisolierte Unterstation (englisch ,substation' genannt) zu realisieren, werden typischerweise mindestens zwei Schaltfelder eingangsseitig oder ausgangsseitig mit einer sogenannten Sammelschiene zur Übertragung einer Primärleistung elektrisch miteinander verbunden.In order to realize a metal-enclosed, gas-insulated substation (English, Substation 'called), typically at least two panels are connected to each other on the input side or output side with a so-called busbar for transmitting a primary power with each other.
Da GIS-Schaltanlagen häufig auch in Ballungsgebieten und/oder anderen räumlich beengten Gebieten eingesetzt werden, kommt neben der Leistungsfähigkeit auch der Kompaktheit einer Unterstation eine sehr grosse Bedeutung zu. Insbesondere bei GIS-Anlagen bzw. Unterstationen mit sehr beengten Gegebenheiten fordert der Markt Schaltanlagen, welche beiden Anforderungen gerecht werden.Since GIS switchgears are often used in conurbations and / or other cramped areas, the compactness of a substation is very important in addition to the performance. Particularly in the case of GIS installations or substations with very cramped conditions, the market demands switchgear systems which meet both requirements.
In der Folge sind mehrere gasisolierte Schaltanlagen bekannt, welche sich mit der Kompaktheit der GIS befassen. Als stellvertretende Mitglieder einer Vielzahl von Dokumenten der Patentliteratur sind etwa die
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin ein Schaltfeld vorzulegen, welches sich im Vergleich zu bekannten Schaltfeldern durch eine vereinfachte Bauweise auszeichnet, ohne dass Abstriche bezüglich der Bedienbarkeit der Schaltanlage getätigt werden müssen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Unterstation mit solchen Schaltfeldern mit vorgenannten Eigenschaften vorzulegen.The object of the present invention is to present a switching field, which is characterized in comparison to known panels by a simplified design without compromising the usability of the switchgear must be made. Another object is to provide a substation with such panels with the aforementioned properties.
Hinsichtlich des gasisolierten Schaltfeldes wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass dieses drei Leiterphasen für unterschiedliche elektrische Potentiale aufweist, wobei jede Leiterphase mit einem eigenen Leistungsschalter unterbrechbar ist. Die Leistungsschalter definieren durch ihre langgestreckte Form je eine Längsachse, welche je nach Ausführungsform der Leistungsschalter zugleich die Schaltachse sein kann. Jeder Leistungsschalter weist einen ersten Leistungsanschluss auf – beispielsweise in Form eines ersten Flansches – welcher eine erste Anschlussachse definiert. Diese erste Anschlussachse erstreckt sich orthogonal zur Längsachse. Der Leistungsschalter weist weiter einen zweiten Leistungsanschluss auf – beispielsweise in Form eines zweiten Flansches – welcher sich orthogonal zur Längsrichtung in dieselbe Richtung wie die erste Anschlussachse erstreckt und dabei eine zweite Anschlussachse definiert. Das gasisolierte Schaltfeld umfasst weiter einen ersten gasisolierten Sammelschienenabschnitt, einen zweiten gasisolierten Sammelschienenabschnitt, sowie einen dritten gasisolierten Sammelschienenabschnitt. Diese Sammelschienenabschnitte bilden jeweils einen Längsabschnitt einer gasisolierten Sammelschiene. Der erste Sammelschienenabschnitt, der zweite Sammelschienenabschnitt und der dritte Sammelschienenabschnitt definieren durch ihre langgestreckte Form jeweils eine Sammelschienenachse, eine zweite Sammelschienenachse und eine dritte Sammelschienenachse. Dabei sind die erste Sammelschienenachse, die zweite Sammelschienenachse und die dritte Sammelschienenachse parallel zueinander angeordnet.With regard to the gas-insulated switch panel, this object is achieved in that it has three conductor phases for different electrical potentials, each conductor phase can be interrupted with its own circuit breaker. The circuit breakers define by their elongated shape depending on a longitudinal axis which, depending on the embodiment of the circuit breaker can also be the switching axis. Each power switch has a first power connection - for example in the form of a first flange - which defines a first connection axis. This first connection axis extends orthogonally to the longitudinal axis. The power switch further comprises a second power connection - for example in the form of a second flange - which extends orthogonal to the longitudinal direction in the same direction as the first connection axis and thereby defines a second connection axis. The gas-insulated switch panel further comprises a first gas-insulated busbar section, a second gas-insulated busbar section, and a third gas-insulated busbar section. These busbar sections each form a longitudinal section of a gas-insulated busbar. The first busbar section, the second busbar section, and the third busbar section each define a busbar axis, a second busbar axis, and a third busbar axis by their elongated shape. In this case, the first busbar axis, the second busbar axis and the third busbar axis are arranged parallel to each other.
Überdies sind die Sammelschienenabschnitte in Richtung der ersten Anschlussachse derart gegeneinander versetzt, dass sich deren Projektionen auf eine sich rechtwinklig zur Längsachse erstreckende Projektionsebene nicht gegenseitig überlappen. Dies ist insofern vorteilhaft, als dass dieses Merkmal es ermöglicht, von einer Anschlussachse auf direktestem Weg zu jedem Sammelschienenabschnitt zu gelangen, ohne dass dabei benachbarte Sammelschienenabschnitte mittels aufwändiger Hilfskonstruktionen umgangen werden müssen, wie dies etwa bei einem Schaltfeld gemäss der
In einer Basisausführungsform des erfindungsgemässen Schaltfeldes sind die erste Sammelschienenachse und die zweite Sammelschienenachse in einer gemeinsamen Sammelschienenebene angeordnet, während die dritte Sammelschienenachse parallel zu dieser Sammelschienenebene auf einer der ersten Anschlussachse zugewandten Seite der Sammelschienenebene angeordnet ist. Dieser Versatz des dritten Sammelschienenabschnitts in Richtung der Hochachse ermöglicht es, eine Anschlusskonstruktion zwischen dem ersten Leistungsanschluss und dem dritten Sammelschienenabschnitt im Vergleich zu bekannten Schaltfeldern zumindest direkter, das heisst kürzer zu gestalten. Je nach Ausführungsform des Schaltfeldes und je nachdem, wie gross der Versatz der dritten Sammelschienenachse zur Sammelschienenebene (in Richtung der Längsachse gesehen) gewählt ist, kann beim Anbinden des dritten Sammelschienenabschnitts an den ersten Leistungsanschluss des ihm zugeordneten Leistungsschalters gar auf Anschlussmodule wie etwa Winkelmodule (90°-Stücke) und dergleichen gänzlich verzichtet werden, so dass die Gesamtanzahl von gasisolierten Schaltanlagenmodulen im Vergleich zu bekannten Modulen verringerbar ist.In a basic embodiment of the switching panel according to the invention, the first busbar axis and the second busbar axis are arranged in a common busbar plane, while the third busbar axis is arranged parallel to this busbar plane on a side of the busbar plane facing the first connection axis. This displacement of the third busbar section in the direction of the vertical axis makes it possible to have a connection structure between the first power connection and the third Busbar section compared to known panels at least directly, that is to make shorter. Depending on the embodiment of the switching field and depending on how large the offset of the third busbar axis is selected to the busbar plane (viewed in the direction of the longitudinal axis), when connecting the third busbar section to the first power connection of the associated circuit breaker even on connection modules such as angle modules (90th ° pieces) and the like, so that the total number of gas-insulated switchgear modules can be reduced compared to known modules.
Die Verringerung der Komplexität des Schaltfeldes tritt insbesondere dann zum Vorschein, wenn die Sammelschienenabschnitte alle einphasig isoliert sind. Dies ist etwa bei einphasig gekapselten Schaltanlagen der Fall, insbesondere bei Hochspannungsschaltanlagen. Unter dem Begriff Hochspannungsschaltanlagen werden Schaltanlagen verstanden, die für Nenn- beziehungsweise Nominalspannungen von 50 kV oder höher ausgelegt sind. Derzeit sind Schaltanlagen bei Nominalbetriebsspannungen von mehr als 245 kV klar einphasig gekapselt.The reduction of the complexity of the switching field appears in particular when the busbar sections are all isolated in a single phase. This is the case, for example, with single-phase encapsulated switchgear, especially in high-voltage switchgear. The term high-voltage switchgear is understood to mean switchgear designed for nominal or nominal voltages of 50 kV or higher. Currently, switchgear with nominal operating voltages of more than 245 kV are clearly single-phase encapsulated.
Das erfindungsgemässe gasisolierte Schaltfeld ist je nach Bedarf in einem ersten Montagezustand und einem zweiten Montagezustand montierbar.The gas-insulated switch panel according to the invention can be mounted as required in a first mounting state and a second mounting state.
Im ersten Montagezustand sind der erste Sammelschienenabschnitt, der zweite Sammelschienenabschnitt und der dritte Sammelschienenabschnitt elektrisch am jeweils ersten Leistungsschalteranschluss der ihnen zugeordneten Leistungsschalter angeschlossen, so dass sich die erste Sammelschienenachse, die zweite Sammelschienenachse und die dritte Sammelschienenachse an einem vordefinierbaren, beziehungsweise vordefinierten geometrischen Ort befinden. Als Beispiel für ein Schaltfeld im ersten Montagezustand sei an dieser Stelle ein Schaltfeld in einer Doppelsammelschienenkonfiguration (englisch: double bus bar configuration) genannt, dessen erste Sammelschiene bei der ersten Anschlussachse der zweiten Anschlussachse zugewandt ist, während seine zweite Sammelschiene bei der ersten Anschlussachse von der zweiten Anschlussachse abgewandt ist.In the first mounting state, the first busbar section, the second busbar section, and the third busbar section are electrically connected to the respective first circuit breaker terminal of the power switches associated therewith so that the first busbar axis, the second busbar axis, and the third busbar axis are at a predefinable or predefined geometric location. As an example of a switch panel in the first state of assembly is at this point a switching field in a double busbar configuration called (double bus bar configuration) whose first busbar faces the second connection axis at the first connection axis, while its second busbar at the first connection axis of the facing away from the second connection axis.
Im zweiten Montagezustand des Schaltfeldes sind der erste Sammelschienenabschnitt, der zweite Sammelschienenabschnitt und der dritte Sammelschienenabschnitt elektrisch am zweiten Leistungsschalteranschluss der ihnen zugeordneten Leistungsschalter angeschlossen. Als Beispiel für ein Schaltfeld im zweiten Montagezustand sei an dieser Stelle ein sogenanntes Kuppelfeld (englisch: coupler bay) genannt. Ein Kuppelfeld dient zum elektrischen Verbinden oder Trennen der ersten Sammelschiene mit bzw. von der zweiten Sammelschiene im Betrieb der Schaltanlage. Zur Realisierung von möglichst kompakten Schaltanlagen unter gleichzeitiger Verwendung von weitestgehend denselben Sachaltanlagenmodulen wie für den Montagezustand ist es vorteilhaft, wenn sich im zweiten Montagezustand des Schaltfeldes die erste Sammelschienenachse, die zweite Sammelschienenachse und die dritte Sammelschienenachse am selben geometrischen Ort befinden, wie beim ersten Montagezustand. Dies daher, als dass zur elektrischen Anbindung der beiden gleich weit von der zweiten Anschlussachse angeordneten Sammelschienenabschnitte an den zweiten Leistungsanschlüssen der ihnen zugeordneten Leistungsschalter dieselben gasisolierten Bausteine wieder einsetzbar sind, wie zur Realisation des Schaltfeldes im ersten Montagezustand.In the second mounting state of the panel, the first busbar section, the second busbar section, and the third busbar section are electrically connected to the second power switch terminal of the power switches associated therewith. As an example of a switch panel in the second state of assembly at this point a so-called dome field (English: coupler bay) called. A dome panel is used for electrically connecting or disconnecting the first busbar to and from the second busbar during operation of the switchgear. In order to realize as compact a switchgear as possible while at the same time using largely the same switchgear modules as for the assembled state, it is advantageous if the first busbar axis, the second busbar axis and the third busbar axis are in the same geometric location as in the first mounting state in the second mounting state of the switchgear panel. This is because, for electrically connecting the two busbar sections arranged equidistant from the second connection axis to the second power connections of the power switches assigned to them, the same gas-insulated components can be used again, as for the realization of the switching field in the first mounting state.
Hinsichtlich der Einsetzbarkeit der gasisolierten Schaltanalgenmodule sowie des Aufbaus von Unterstationen sind modulare Abstände von wichtigen Achsen von Vorteil. Entsprechend sind in einer bevorzugten Ausführungsform des gasisolierten Schaltfelds die Abstände zwischen der ersten Sammelschienenachse und der zweiten Sammelschienenachse, sowie zwischen der zweiten Sammelschienenachse und der dritten Sammelschienenachse in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen masslich gleich gross. Unter dem Begriff ,in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen' wird im Folgenden nicht lediglich die Blickrichtung entlang der ersten Anschlussachse im engen Sinn verstanden, sondern in der von der ersten Anschlussachse definierten, allgemeinen Richtung in einem orthogonalen Koordinatensystem. Anders ausgedrückt sollen damit auch Ausführungsformen durch diese Definition mit umfasst werden, bei denen sich die Sammelschienenachsen bezüglich der ersten Anschlussachse gar nicht oder nur teilweise auf der ersten Anschlussachse selber befinden. Somit sind unter diesem Begriff also auch Ausführungsformen von Sammelschienenanordnungen zu verstehen, bei welchen die Sammelschienenachsen auf sich zur ersten Anschlussachse parallel erstreckenden Achsen angeordnet sind. Entsprechend ist bei einer Ausführungsform eines Schaltfeldes, wo sich die Leistungsschalter in horizontaler Richtung erstrecken, unter dem Begriff ,Abstände' lediglich der Abstand der vorgenannten Sammelschienenachse in vertikaler Richtung zu verstehen.With regard to the applicability of the gas-insulated switchgear modules and the construction of substations, modular distances of important axes are advantageous. Accordingly, in a preferred embodiment of the gas-insulated switch panel, the distances between the first busbar axis and the second busbar axis, as well as between the second busbar axis and the third busbar axis in the direction of the first connection axis seen the same size. In the following, the term "viewed in the direction of the first connection axis" does not only mean the viewing direction along the first connection axis in the narrow sense, but in the general direction defined by the first connection axis in an orthogonal coordinate system. In other words, embodiments should also be encompassed by this definition, in which the busbar axes are not at all or only partly located on the first connection axis with respect to the first connection axis. Thus, this term also means embodiments of busbar arrangements in which the busbar axes are arranged on axes extending parallel to the first connection axis. Accordingly, in one embodiment of a switching field, where the circuit breakers extend in the horizontal direction, the term 'distances' only the distance of the aforementioned busbar axis in the vertical direction to understand.
Falls die Sammelschienenabschnitte beispielsweise zu Wartungszwecken gezielt und zuverlässig pro Phase einzeln auf Erdpotential gesetzt werden können sollen, ist es vorteilhaft, wenn sich das gasisolierte Schaltfeld dadurch kennzeichnet, dass der erste Leistungsschalter über seinen ersten Leistungsanschluss und einen ersten Trennerbaustein mit dem ersten Sammelschienenabschnitt verbunden ist. Entsprechend dazu ist der zweite Leistungsschalter über seinen ersten Leistungsanschluss und einen zweiten Trennerbaustein mit dem zweiten Sammelschienenabschnitt verbunden. Entsprechend dazu ist der dritte Leistungsschalter über seinen ersten Leistungsanschluss und einen dritten Trennerbaustein mit dem dritten Sammelschienenabschnitt verbunden. Dabei definiert der erste Trennerbaustein durch seine langgestreckte Form eine erste Trennerachse, der zweite Trennerbaustein definiert durch seine langgestreckte Form eine zweite Trennerachse und der dritte Trennerbaustein definiert durch seine langgestreckte Form eine dritte Trennerachse. Alle Trennerachsen erstrecken sich parallel zueinander und sind in einer gemeinsamen Trennerebene angeordnet.If, for example, the busbar sections are intended to be individually and reliably set to ground potential per phase for maintenance purposes, it is advantageous if the gas-insulated switching field is characterized in that the first Circuit breaker is connected via its first power connection and a first isolator module to the first busbar section. Correspondingly, the second power switch is connected via its first power connection and a second isolator component to the second busbar section. Correspondingly, the third power switch is connected to the third busbar section via its first power connection and a third disconnection device. In this case, the first isolator module defines by its elongated shape a first isolator axis, the second isolator module defines by its elongated shape a second separator axis and the third separator module defines by its elongated shape a third separator axis. All separator axes extend parallel to one another and are arranged in a common separator plane.
Falls das Schaltfeld untypischerweise keine Trennerbausteine in der oben geschilderten Art aufweist, sind zum elektrischen Verbinden der Sammelschienenabschnitte der Sammelschiene mit dem ersten Leistungsanschluss der Leistungsschalter dennoch rohrförmige Verbindungsmodule anstelle der Trennerbausteine erforderlich. Aufgrund von deren Rohrform definieren auch diese Verbindungsmodule Achsen, welche mit den Trennerachsen bezüglich der geometrischen Position identisch sein können. Entsprechend definieren diese Achsen dann auch eine Ebene, welche mit der Trennerebene bezüglich der geometrischen Position identisch sein kann. In der Folge sollen die Begriffe ,Trennerachse' und ,Trennerebene' auch in solchen Ausführungsformen von Schaltfeldern als präsent angesehen werden, wo anstelle der Trennerbausteine eine Ersatzgeometrie in Form von Verbindungsmodulen in etwa sinngemäss vorhanden sind.If the panel untypically does not have isolator components in the above-described manner, tubular connection modules are still required for electrically connecting the busbar sections of the busbar to the first power connection of the circuit breakers instead of the isolator modules. Due to their tubular shape, these connection modules also define axes which can be identical to the separator axes with respect to the geometric position. Accordingly, these axes then also define a plane which may be identical to the splitter plane with respect to the geometric position. As a result, the terms 'separator axis' and 'separator level' should also be regarded as present in such embodiments of cubicles where instead of the isolator modules a replacement geometry in the form of connection modules are present in approximately mutatis mutandis.
Um besonders kompakte und dennoch modular einsetzbare Schaltfelder zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn sich die Trennerebene parallel zur ersten Anschlussachse erstreckt.In order to achieve particularly compact and yet modular switch panels, it is advantageous if the separator plane extends parallel to the first connection axis.
Wenn die dritte Sammelschienenachse gar in der Trennerebene angeordnet ist, kann die Geometrie des Anschlusses des dritten Sammelschienenabschnitts zum ersten Leistungsanschluss des ihm zugeordneten, dritten Leistungsschalters hin besonders einfach gehalten werden. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform eines Schaltfeldes, bei dem der dritte Leistungsschalter über seinen ersten Leistungsanschluss und einen dritten Trennerbaustein mit dem dritten Sammelschienenabschnitt verbunden ist, jener dritte Sammelschienenabschnitt direkt an den dritten Trennerbaustein angeschlossen werden, ohne dass ein Winkelmodul oder dergleichen erforderlich ist.If the third busbar axis is even arranged in the splitter plane, the geometry of the connection of the third busbar section to the first power connection of the third power switch associated therewith can be kept particularly simple. For example, in one embodiment of a switch panel in which the third power switch is connected to the third busbar section via its first power connection and a third disconnect device, that third busbar section can be connected directly to the third disconnect device without requiring an angle module or the like.
Hinsichtlich der ersten Anschlussachse sind in Seitenansicht gesehen symmetrische Schaltfelder erzielbar, wenn zwischen dem ersten Leistungsanschluss des ersten Leistungsschalters und dem ersten Trennerbaustein ein erster Abzweigmodul angeordnet ist, wobei eine zum ersten Trennerbaustein führende Flanschverbindung des ersten Abzweigmoduls in Richtung der ersten Anschlussachse auf der Höhe eines ersten Knotenpunkts angeordnet ist. Dabei ist zwischen dem ersten Leistungsanschluss des zweiten Leistungsschalters und dem zweiten Trennerbaustein ein zweiter Abzweigmodul angeordnet, wobei eine zum zweiten Trennerbaustein führende Flanschverbindung des zweiten Abzweigmoduls in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen auf der Höhe eines zweiten Knotenpunkts angeordnet ist. Zudem ist zwischen dem ersten Leistungsanschluss des dritten Leistungsschalters und dem dritten Trennerbaustein ein dritter Abzweigmodul angeordnet, wobei eine zum dritten Trennerbaustein führende Flanschverbindung des dritten Abzweigmoduls in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen auf der Höhe eines dritten Knotenpunkts angeordnet ist. Um einfache Sammelschienenanordnungen erzielen zu können, legen die Knotenpunkte auf einer gemeinsamen Knotenpunktgeraden, welche Knotenpunktgerade sich parallel zur dritten Sammelschienenachse erstreckt.With regard to the first connection axis symmetrical panels are seen in side view when a first branch module is disposed between the first power connection of the first circuit breaker and the first isolator module, leading to the first isolator component flange connection of the first branch module in the direction of the first connection axis at the height of a first Node is arranged. In this case, a second branch module is arranged between the first power connection of the second circuit breaker and the second isolator module, a flange connection leading to the second isolator component of the second branch module being arranged in the direction of the first connection axis at the level of a second node. In addition, a third branch module is arranged between the first power connection of the third power switch and the third disconnector component, wherein a flange connection of the third branch module leading to the third disconnector component is arranged at the height of a third node in the direction of the first connection axis. In order to achieve simple busbar arrangements, the nodes set on a common node line, which node extends straight parallel to the third busbar axis.
Hinsichtlich der ersten Anschlussachse sind in Seitenansicht gesehen symmetrische Schaltfelder besonders bei Doppelsammelschienenkonfigurationen nicht zuletzt auch dann vorteilhaft, wenn die Masse der ersten Sammelschiene und der zweiten Sammelschiene letztlich über den ersten Leistungsanschluss bzw. dessen ersten Flansch abgestützt werden soll.With regard to the first connection axis, as seen in a side view, symmetrical switching fields are advantageous not least even if the busbar and the second busbar are ultimately supported by the first power connection or its first flange, particularly in the case of double busbar configurations.
Besonders kompakte Schaltanlagen lassen sich dadurch erreichen, wenn die erste Sammelschienenachse in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen näher beim ersten Leistungsschalter angeordnet ist, als der erste Knotenpunkt. Dies gilt dann, wenn die erste Sammelschienenachse in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen näher beim ersten Leistungsschalter angeordnet ist, als die zweite Sammelschienenachse.Particularly compact switchgear systems can be achieved if the first busbar axis, viewed in the direction of the first connection axis, is arranged closer to the first power switch than the first node. This applies if the first busbar axis is arranged closer to the first power switch in the direction of the first connection axis than the second busbar axis.
Wenn zwischen den Knotenpunkten und den ersten Leistungsanschlüssen der jeweiligen Leistungsanschlüsse Bedarf an einem gewissen Mindestabstand herrscht, etwa, weil Stromsensoren von gewisser Baulänge an den Abzweigmodulen angeordnet werden, sind dennoch kompakte Schaltanlagen erreichbar, wenn die zweite Sammelschienenachse in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen näher beim ersten Leistungsschalter angeordnet ist, als der erste Knotenpunkt. Dies gilt vor allem dann, wenn der dritte Sammelschienenabschnitt in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen noch näher beim ersten Leistungsschalter angeordnet ist, als die zweite Sammelschienenachse.If there is a need for a certain minimum distance between the nodes and the first power terminals of the respective power terminals, such as because current sensors of a certain length are arranged on the branch modules, compact switchgear can still be achieved if the second busbar axis closer to the first connection axis closer to the first Circuit breaker is arranged as the first node. This is especially true when the third busbar section seen in the direction of the first connection axis is arranged even closer to the first power switch, as the second busbar axis.
Je nach geplantem Sammelschienenlayout kann es vorteilhaft sein, wenn der dritte Sammelschienenabschnitt in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen oberhalb des dritten Trennerbausteins auf einer dem Leistungsschalter abgewandten Seite des dritten Trennerbausteins angeordnet ist. Der Begriff trifft bildlich gesprochen vor allem dann zu, wenn sich die Längsachsen der Leistungsschalter in horizontaler Richtung erstrecken. Depending on the planned busbar layout, it may be advantageous if the third busbar section, viewed in the direction of the first connection axis, is arranged above the third disconnector module on a side of the third disconnector module facing away from the circuit breaker. The term metaphorically applies especially when the longitudinal axes of the circuit breaker extend in a horizontal direction.
Insbesondere dann, wenn die Hochspannungsschaltanlage für Nominalbetriebsspannungen von mehr als 245 kV ausgelegt ist, werden die gasisolierten Schaltanlagenmodule und damit letztlich das ganze Schaltfeld und die daraus bildbare Unterstation typischerweise dimensionsmässig recht gross und mitunter sperrig. In der Folge wird die Durchführung gewisser sicherheitsrelevanter Schritte, wie etwa der Einblick in etliche Schaugläser von Schaltelementen durch das Auge und/oder eine manuelle Operation eines Bedieners der Schaltanlage aufwändiger, als bei Schaltanlagen mit geringeren Nominalbetriebsspannungen. Je weiter die verschiedenen zu bedienenden Elemente einer Schaltanlage voneinander entfernt sind, desto grösser kann der Kundenwunsch nach einer sogenannten Bedienplattform sein. Bedienplattformen werden bei Schaltanlagen auch Serviceplattformen oder cat walks genannt. Besonders bei Schaltanlegen ab 300 kV verlangen die Betreiber von Schaltanlagen deshalb oft solche Bedienplattformen, damit ein Bediener der Schaltanlage über diese Bedienplattform an die verschiedenen Positionen zum Einsehen und/oder manuellen Bedienen von Schaltmodulen und dergleichen gelangen kann. Um derartige Wünsche erfüllen zu können, ohne dem Bediener aufwändige oder gar gefährliche Klettermanöver zuzumuten, muss daher grundsätzlich einmal genügend Platz für solche Bedienplattformen vorhanden sein. Diese Bedienplattform ist zumindest überwiegend begehbar, wobei ein Übersteigen oder Überschreiten gewisser Hindernisse für den Bediener zumutbar ist, sofern geeignete Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.In particular, when the high-voltage switchgear is designed for nominal operating voltages of more than 245 kV, the gas-insulated switchgear modules and thus ultimately the entire panel and the substation formable therefrom typically dimensionally quite large and sometimes bulky. As a result, the implementation of certain safety-related steps, such as the insight into several sight glasses of switching elements by the eye and / or a manual operation of an operator of the switchgear complex, as in switchgear with lower nominal operating voltages. The further away the various elements of a switchgear to be operated from one another, the greater the customer's desire for a so-called control platform can be. Control platforms are also called service platforms or cat walks for switchgear. Especially with switching application from 300 kV, the operators of switchgear therefore often require such operating platforms, so that an operator of the switchgear can reach via this operating platform to the various positions for viewing and / or manual operation of switching modules and the like. In order to be able to fulfill such requests, without the operator having to spend time consuming or even dangerous climbing maneuvers, there must therefore always be sufficient space for such operating platforms. This operating platform is at least predominantly walkable, with an exceeding or exceeding certain obstacles for the operator is reasonable, if appropriate safety precautions are taken.
Ein geeigneter Platz zur Anordnung einer solchen Bedienplattform kann erreicht werden, indem in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen oberhalb des zweiten Sammelschienenabschnitts auf einer dem Leistungsschalter abgewandten Seite des zweiten Sammelschienenabschnitts Platz (im Sinn von Raum/Volumen) für eine sich in Richtung der dritten Sammelschienenachse erstreckende Plattform für einen (menschlichen) Bediener des gasisolierten Schaltfelds bereitgestellt ist. Bei Bedarf ist im eben genannten Platz oberhalb des zweiten Sammelschienenabschnitts auf einer dem Leistungsschalter abgewandten Seite des zweiten Sammelschienenabschnitts eine sich in Richtung der dritten Sammelschienenachse erstreckende Plattform für einen Bediener des gasisolierten Schaltfelds angeordnet.A suitable place for arranging such an operating platform can be achieved by having space (in the sense of space / volume) for a direction extending in the direction of the third busbar axis, seen above the second busbar section on a side of the second busbar section facing away from the circuit breaker Platform for a (human) operator of the gas-insulated switch panel is provided. If necessary, a platform extending in the direction of the third busbar axis for an operator of the gas-insulated switchgear panel is arranged in the above-mentioned space above the second busbar section on a side of the second busbar section facing away from the circuit breaker.
Hinsichtlich der Unterstation wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein erfindungsgemässes, gasisoliertes Schaltfeld gemäss den vorangegangenen Schilderungen eingesetzt wird.With regard to the substation, this object is achieved in that at least one inventive, gas-insulated switch panel is used according to the foregoing descriptions.
Besonders kompakte Unterstationen lassen sich dann realisieren und erlauben dennoch eine gute Austauschbarkeit einzelner Schaltfelder aus einer Unterstation heraus, wenn die Sammelschienenabschnitte in Richtung der Sammelschienenachsen pro Seite stirnseitig alle in einer gemeinsamen Anschlussebene angeordnet sind. Diese Anschlussebene erstreckt sich mit Vorteil orthogonal zu den Längsachsen in Richtung der Anschlussachsen. Je nach Bedarf und Schottungskonzept werden die. Abschlüsse der Sammelschienenabschnitte zumindest einseitig durch einphasige Isolatoren gebildet.Particularly compact substations can then be realized and still allow a good interchangeability of individual panels out of a substation when the busbar sections are arranged in the direction of the busbar axes per side frontally all in a common connection level. This connection plane advantageously extends orthogonally to the longitudinal axes in the direction of the connection axes. Depending on requirements and the concept of separation, the. Terminals of the busbar sections formed on at least one side by single-phase insulators.
Besonders bedienerfreundliche Unterstationen lassen sich dann erreichen, wenn diese mehrere Schaltfelder aufweist, welche im ersten. Montagezustand montiert sind, sowie mindestens ein weiteres Schaltfeld aufweist, welches sich im zweiten Montagezustand befindet. Dabei erstreckt sich der Platz, der für eine sich in Richtung der dritten Sammelschienenachse erstreckende Plattform für einen (menschlichen) Bediener des gasisolierten Schaltfelds bereitgestellt ist, über mehrere dieser Schaltfelder. Eine Ausführungsform einer solchen Unterstation umfasst mehrere Schaltfelder in Doppelsammelschienenkonfiguration sowie mindestens ein Kuppelfeld. Bei Bedarf ist eine solche Plattform für den Bediener des gasisolierten Schaltfelds in die-sem Platz angeordnet. Diese Plattform erstreckt sich über mehrere dieser Schaltfelder, beispielsweise über alle nebeneinander aufgestellten Schaltfelder gleichen Typs der. Unterstation.Particularly user-friendly substations can be achieved if they have several panels, which in the first. Mounting state are mounted, as well as at least one other panel has, which is in the second mounting state. In this case, the space provided for a platform extending in the direction of the third busbar axis for a (human) operator of the gas-insulated control panel extends over a plurality of these panels. An embodiment of such a substation comprises a plurality of panels in dual busbar configuration and at least one dome panel. If necessary, such a platform for the operator of the gas-insulated switch panel is arranged in this place. This platform extends over several of these cubicles, for example, over all adjacently mounted panels the same type of. Substation.
Je nach Ausführungsform des Schaltfeldes, ist ein Abschnitt der Plattform beim dritten Sammelschienenabschnitt des mindestens einen weiteren Schaltfeldes vom zweiten Montagezustand in Richtung der ersten Anschlussachse vom dritten Leitungsschalter in Richtung der ersten Anschlussachse gesehen weiter vom dritten Leitungsschalter des weiteren Schaltfeldes vom zweiten Montagezustand entfernt anordenbar, als bei einem Schaltfeld des ersten Montagezustands. Dieser Vertikalversatz der Bedienplattform beim dritten Sammelschienenabschnitt kann beispielsweise mittels Treppenstufen oder mittels einem einfachen Übersteigen/Überschreiten der rohrförmigen Anschlussgeometrie vom Bediener einfach und sicher überwunden werden.Depending on the embodiment of the switching field, a portion of the platform at the third busbar section of the at least one further switching field from the second mounting state in the direction of the first connection axis of the third line switch in the direction of the first connection axis further away from the third line switch of the other switching field from the second mounting state can be arranged, as at a button of the first mounting state. This vertical offset of the operating platform in the third busbar section can be easily and safely overcome by the operator, for example by means of steps or by means of a simple exceeding / exceeding of the tubular connection geometry.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung detailliert erläutert. Hierbei zeigt rein schematisch:Hereinafter, several embodiments of the invention will be explained in detail with reference to the drawing. This shows purely schematically:
Identische oder zumindest gleich wirkende Elemente wurden dabei mit identischen Bezugszeichen versehen.Identical or at least the same elements were provided with identical reference numerals.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
Die
Jede der drei Phasen des Schaltfeldes
Jeder Leistungsschalter weist einen sich bezüglich eines Koordinatensystems in X-Richtung erstreckenden ersten Leistungsanschluss
Dabei sind die erste Sammelschienenachse
Die Sammelschienenabschnitte
Die erste Sammelschienenachse
Der erste Sammelschienenabschnitt
Um das Gewicht – also die Masse – der ersten Sammelschiene
Das vorliegende Schaltfeld ist in einem ersten Montagezustand im Sinn der vorangehenden Beschreibung aufgebaut. Der Leistungsschalter
In der vorliegenden Ausführungsform weist der erste Sammelschienenabschnitt
Über diese Anschlüsse
Der erste Trennerbaustein
Der Versatz der dritten Sammelschienenachse
Bei der ersten Sammelschiene
Die Abzweigmodule
In der in
Die eigentlichen Nominalleiterabschnitte der drei elektrischen Phasen sind jeweils über einphasige Isolatoren in den metallgekapselten Gehäusen der Schaltanlagenmodule gehalten und geführt. Einphasige Isolatoren dienen entsprechend zur Aufnahme lediglich eines einzigen Phasenleiters beziehungsweise Sammelschienenleiters im Fall der Sammelschienenabschnitte
In
Bevor nachfolgend auf die erste Ausführungsform des Schaltfeldes
Das in
Im Unterschied zum Schaltfeld
Da die Abzweigmodule
Beim Schaltfeld
Da der geometrische Ort der Sammelschienenachsen der ersten Sammelschiene
Aus den Schaltfeldern
Die in
Das Schaltfeld
In einer alternativen Ausführung des in
Bei allen in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen von Schaltfeldern kann ein zum ersten Trennerbaustein baugleicher Trennerbaustein auch als zweiter Trennerbaustein eingesetzt werden, wenn ein sich in Z-Richtung erstreckendes Abstandsmass zwischen dem ersten Knotenpunkt und der ersten Sammelschienenachse
Beim Schaltfeld
Da das Schaltfeld
Die in
Das Schaltfeld
Die Anschlusskonstruktion
Wie jedoch aus der einen Ausschnitt einer Unterstation
Zugunsten der Übersichtlichkeit und Klarheit wurde auf die Darstellung des zur Bedienplattform
Um zwei benachbarte Schaltfelder
Bei der anhand
Für die vorliegenden Ausführungsformen aller in dieser Schrift offenbarten Schaltfelder des zweiten Montagezustandes (Kuppelfelder) ist es unerheblich, ob der dritte Sammelschienenabschnitt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 150, 160, 1701, 150, 160, 170
- SchaltfeldControl panel
- 22
- Leistungsschalterbreakers
- 33
- erster Leistungsanschlussfirst power connection
- 44
- erster Flanschfirst flange
- 55
- erste Anschlussachsefirst connection axis
- 66
- zweiter Leistungsanschlusssecond power connection
- 77
- zweiter Flanschsecond flange
- 88th
- zweite Anschlussachsesecond connection axis
- 99
- Längsachselongitudinal axis
- 1010
- erster Sammelschienenabschnittfirst busbar section
- 1111
- zweiter Sammelschienenabschnittsecond busbar section
- 1212
- dritter Sammelschienenabschnittthird busbar section
- 1313
- erste Sammelschienenachsefirst busbar axis
- 1414
- zweite Sammelschienenachsesecond busbar axis
- 1515
- dritte Sammelschienenachsethird busbar axis
- 1616
- Projektionsebeneprojection plane
- 1717
- SammelschienenebeneBusbar level
- 1818
- Platzspace
- 19 19
- Anschlusskonstruktionadjacent construction
- 2020
- Höhe ab BodenHeight from the ground
- 2121
- erster Anschlussfirst connection
- 2222
- zweiter Anschlusssecond connection
- 2323
- dritter Anschlussthird connection
- 2424
- erste Sammelschienefirst busbar
- 2525
- zweite Sammelschienesecond busbar
- 2626
- weitere Sammelschienenebeneadditional busbar level
- 2828
- erste Kontaktanordnungfirst contact arrangement
- 2929
- zweite Kontaktanordnungsecond contact arrangement
- 3030
- Phasenanschlussphase connection
- 3333
- erster Trennerbausteinfirst isolator module
- 3434
- zweiter Trennerbausteinsecond isolator module
- 3535
- dritter Trennerbausteinthird isolator component
- 3636
- erste Trennerachsefirst separator axis
- 3737
- zweite Trennerachsesecond disconnector axis
- 3838
- dritte Trennerachsethird separator axis
- 3939
- erste Trennerebenefirst splitter level
- 4040
- zweite Trennerebenesecond splitter level
- 4242
- erster Abzweigmodulfirst branch module
- 4343
- zweiter Abzweigmodulsecond branch module
- 4444
- dritter Abzweigmodulthird branch module
- 4747
- dritter Knotenpunktthird node
- 4848
- KnotenpunktgeradeJust hub
- 4949
- Stromsensorcurrent sensor
- 5050
- Einheitsabstandunit distance
- 5252
- Abzweigmodulbranching module
- 5353
- Erdungsvorrichtunggrounding device
- 5454
- Verschlusskappecap
- 5555
- virtuelle Ebenevirtual level
- 5656
- Abstanddistance
- 5757
- Bedienplattformoperating platform
- 5858
- Bedieneroperator
- 5959
- Schauglassight glass
- 6060
- Bodenground
- 63,63063.630
- Unterstationsubstation
- 6464
- Vertikalversatzvertical offset
- 100100
- vierter Sammelschienenabschnittfourth busbar section
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 20121065630 A1 [0006] WO 20121065630 A1 [0006]
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