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Die Erfindung betrifft einen regelbaren Ortsnetztransformator zur Spannungsregelung unter Last, wobei dieser regelbare Ortsnetztransformator aus dem Transformatorgehäuse mit dem Transformatordeckel, dem darunter angeordneten Laststufenschaltermodul, den Drosselspulen und dem Transformatoraktivteil besteht. Derartige regelbare Ortsnetztransformatoren werden benötigt, um bei Stromversorgungsnetzen (beispielsweise Ortsnetzen) die Einhaltung der Spannungsqualität auf der Grundlage von Standards (gemäß beispielsweise der EN 50160) zu garantieren.
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Auf Grund der immer größer werdenden Einbindung regenerativer Energiequellen in überregionale Stromversorgungsnetze werden zur Spannungsregulierung der Ortsnetze bzw. der Stromnetze von Industriebereichen feinstufige Spannungsregulatoren für die Regelung der Einspeisung aus Hochspannungsnetzen in Niederspannungsnetze bei der Versorgung benötigt. Wichtig ist dabei, dass. die neuen regelbaren Ortsnetz-Verteiltransformatoren in die vorhandenen Strukturen der Ortsnetz-Verteilstationen integrierbar sind. Die bis dato verfügbaren Laststufenschalter führten dazu, dass unter den vorhandenen Platzbedingungen neuartige Laststufenschalter zum Einsatz kommen müssen. Diese neuartigen Laststufenschalter, basierend auf dem reaktiven Schaltungsprinzip, sind seit 2012 auf dem Markt vorhanden. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass die Laststufenschalter mit zusätzlichen Drosseln zwar vorteilhaft als fertiges Pakte angeboten werden, jedoch auf Grund der notwendigen großen Isolationsabstände zu den unter Spannung stehenden Drosseln ein zu großer Platzbedarf für das Nachrüsten besteht. Dieser Platzbedarf ist jedoch in den vorhandene Ortsnetz-Verteilstationen in den überwiegenden Fällen nicht vorhanden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und in bestehende Ortsnetz-Verteilstationen mit einem festgelegten Platzbedarf neue regelbare Spannungsregler mit verbesserten Spannungsregelungsmöglichkeiten auch unter Last anordnen zu können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 2 gelöst, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen in den Unteransprüchen beschrieben sind. Danach besteht ein regelbarer Ortsnetztransformator zur Spannungsregelung unter Last aus dem Transformatorgehäuse mit dem Transformatordeckel, dem darunter angeordneten Laststufenschaltermodul, den Drosselspulen und dem Transformatoraktivteil. Erfindungsgemäß sind die Drosselspulen in einem separat vorgefertigten Modul angeordnet, welches entsprechend der vorhandenen Platzverhältnisse der vorhandenen und nachzurüstenden Ortsnetztransformatoren sowohl unter dem Laststufenschaltermodul als auch neben diesem angeordnet werden kann. Die Drosselspulen sind dabei auf einem Drosselschlitten, welcher aus zwei separaten Schlittenkufen besteht, fest auf diesen montiert. Auf dem Drosselschlitten sind zwischen den angeordneten speziell konstruierten und dadurch sehr Platz sparenden Drosselspulen austauschbare und in ihrer Abmessung auf die notwendige Raumhöhe abgestimmte Abstandshalter angeordnet. Dazu weisen die Schlittenkufen vorgefertigte Ausnehmungen zur fixierenden Aufnahme und Abstandhalter auf. Vorteilhafterweise können die Ausnehmungen profiliert ausgebildet sein. Durch diese technischen Maßnahmen können die Abstandshalter vor dem Zusammenfügen des Drosselmoduls fixiert werden, ohne diese zeitaufwendig montieren und befestigen zu müssen. Die Abstandshalter für verschiedene Drosselmodule sind so konstruiert, dass sie immer passfähig zu auf den Schlitten vorhandenen Ausnehmungen sind. Nur in der Höhe variieren die Abstandhalter von Modul zu Modul. Für die Drosselspulen sind auf den Schlittenkufen hohe Kräfte aufnehmende Verankerungen in Form von Sicherungsbolzen fest integriert angeordnet. Der Drosselschlitten selbst ist aus einem die elektrische Durchschlagfestigkeit und die mechanische Festigkeit erhöhendem Isolationsmaterial, wie beispielsweise UPMG203 nach EN 60893. Dadurch können möglich Spannungsdurchschläge und Spannungsüberschläge vermieden werden.
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Die Dimensionierung des Drosselschlittens wird einerseits durch die Höhe der notwendigen Blechpakete der Drossel aber auch durch den Abstand der Schlittenkufen zueinander bestimmt, wobei dieser Abstand durch die Größe der zu montierenden Drosseln festgelegt ist. Die Lage bleibt konstant, so dass die Schlittenkufen immer die gleichen Abmessungen aufweisen und als Serie vorgefertigt werden können. Die Abstandshalter werden in ihrer Höhe bestimmt durch die Höhe der Blechpakete der anzuordnenden Drosseln und können in den entsprechenden Größen vorgefertigt und vorgehalten werden.
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Mit dieser Lösung besteht die Möglichkeit, den Drosselspulenschlitten als Kompaktmodul vorzufertigen, wodurch sich sowohl die Fertigungszeit für die Drosselanordnung reduziert als auch die Anschlussnotwendigkeit zum angeordneten Schaltermodul immens reduziert wird.
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Die Drosseldimensionierung kann vorgefertigt auf dem Drosselspulenschlitten erfolgen und auf die gestellten Parameter angepasst und abgestimmt werden. Die Dimensionierung des Drosselspulenschlittens kann auf die vorhandene Raumbegrenzung abgestimmt und vorgefertigt werden und so kann auf Grund der nunmehr geschaffenen Modulbauweise der Montageaufwand vor Ort an der zu montierenden Trafostation wesentlich reduziert werden. Ein weiterer Vorteil besteht in. der geschaffenen Möglichkeit der festen Verankerung der Drosseln auf dem Drosselspulenschlitten. Die Eigenvibration der Drosseln kann nach mehreren Jahren zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung innerhalb der Transformatorenstation führen, wodurch eine Instandsetzungsmaßnahme erforderlich würde. Dies kann erfolgreich vermieden werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht auch darin, dass der vorgefertigte Drosselspulenschlitten als Modul sowohl unter dem Laststufenmodul und dem Transformatorenaktivteil als auch neben diesen beiden Modulen angeordnet werden kann, je nachdem, welche Möglichkeit die gegebenen Bedingungen bei der nachzurüstenden Transformatorstation vorgeben. Durch die räumliche Trennung von Laststufenschalter und Drosseln kann die Transformatorenanlage insgesamt kompakter gestaltet werden, da dadurch die notwendigen Isolationsabstände zwischen Schalter und Drossel geschaffen werden, welche sonst bei einem Modul mit Schaltereinheit und Drosseleinheit in einem noch zusätzlich eingehalten werden müssten.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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Nachfolgenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines regelbaren Ortsnetztransformators mit Schaltermodul, Transformatoraktivteil und Drosselspulenschlitten (unten angeordnet);
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2 eine schematische Schnittdarstellung eines regelbaren Ortsnetztransformators mit Schaltermodul, Transformatoraktivteil und Drosselspulenschlitten (seitlich angeordnet);
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3 eine schematische Seitenansicht einer Schlittenkufe;
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4 eine schematische Draufsicht einer Schlittenkufe;
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5 eine schematische Seitenansicht eines Drosselspulenschlittens mit Schlittenkufen, Drosselanordnung, Abstandshalteranordnung und
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6 eine schematische Draufsicht eines Drosselspulenschlittens mit Schlittenkufen, Drosselanordnung, Abstandshalteranordnung
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Ausführungsbeispiel:
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Gemäß den 1 bis 6 besteht ein unter Last regelbarer Ortsnetztransformator zur Spannungsregulierung aus einem Laststufenschaltermodul (3), integriert in dem Transformatorendeckel (2), dem Transformatorenaktivteil (4) und einem Drosselspulenmodul. Alle Bauteile sind in einem Transformatorgehäuse (1) integriert. Dieses Drosselspulenmodul als separate vorgefertigte Einheit besteht aus einem Drosselspulenschlitten (6), auf dem die Drosselspulen (5) fest montiert angeordnet sind. Dazu ist an den Schlittenkufen (7) des Drosselspulenschlittens (6) je Spule mindestens ein Sicherungsbolzen (9) angeordnet, mit dem die Drosselspule an dem Drosselspulenschlitten so befestigt wird, dass es zu keiner Veränderung der Positionierung der Drosselspulen durch ihre Eigenschwingung kommen kann. Die Schlittenkufen (7) des Drosselspulenschlittens (6) weisen weiterhin Ausnehmungen (10) auf, welche der Fixierung der Lage der der Abstandhalter (8) dienen. Diese werden zwischen den Drosselspulen 5 auf dem Drosselspulenschlitten (6) angeordnet, um den notwendigen Abstand für die Drosselspulen innerhalb des Drosselschlittens zu gewährleisten.
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Die Abstandshalter (8) sind in ihrer Querschnittsform und Abmessung immer konstant und unterscheiden sich lediglich in ihrem Längenmaß. Dadurch können für alle Drosselspulengrößen, welche sich in der Blechpaketanzahl und dadurch in ihrer Höhe unterscheiden, immer die gleichen Schlittenkufen (7) verwendet werden, wodurch eine kostengünstige serienmäßige Vorfertigung realisiert werden kann. Der Abstand der Schlittenkufen zueinander wird bestimmt durch die Abmessung der zu montierenden Drosselspulen. Der Drosselspulenschlitten (6) kann ohne zusätzlichen Bauaufwand oder zusätzliche Bauteile auf den jeweiligen Platzbedarf und die Größe der zu montierenden Drosselspulen (5) eingerichtet werden, wobei lediglich die unterschiedlichen Höhen der Drosselspulen (5) durch die vorzuhaltenden unterschiedlichen Abstandshalter (9) variiert werden. Die Größe der Drosselspulenschlitten (6) kann somit flexibel und ohne zusätzliche Bauteile auf alle gängigen Größen von Drosselspulen (5) eingerichtet und gestaltet werden. Dadurch entsteht eine erhebliche Kostensenkung bei der Fertigung. Ein weiterer Vorteil ist die nunmehr gegebene Möglichkeit der modulartigen Vorfertigung des Drosselspulenschlittens (6), welcher zudem vorteilhaft sowohl unter dem Transformatoraktivteil als auch neben diesem angeordnet werden kann. Dadurch kann auf die vorgegebenen Platzverhältnisse beim Nachrüsten von vorhandenen Transformatorstationen flexibel reagiert werden und der Drosselspulenschlitten vorteilhaft integriert werden, ohne dass in den überwiegenden Fällen größere Umbaumaßnahmen durchgeführt werden müssen. Der Anschluss der Drosselspulen an das Lastschaltermodul ist einfacher, da der Raum für das Montieren größer ist. Mit der vorhandenen Lösung ist eine Möglichkeit geschaffen worden, mit deren Hilfe kostengünstig und flexibel ein Nachrüsten von vorhandenen Verteilertransformatoren zur Energieversorgung der Infrastruktur mit unter Last regelbaren Transformatorstationen und mit auf die neuen gesetzlichen Vorgaben erforderlichen Leistungsvorgaben möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transformatorengehäuse
- 2
- Transformatorendeckel
- 3
- Laststufenschaltermodul
- 4
- Transformatorenaktivteil
- 5
- Drosselspulen
- 6
- Drosselspulenschlitten
- 7
- Schlittenkufen
- 8
- Abstandshalter
- 9
- Sicherungsbolzen
- 10
- Ausnehmungen an den Schlittenkufen für Abstandshalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- EN 50160 [0001]
- EN 60893 [0004]
