DE1540149A1 - Trennschalter-Sammelschienensystem fuer elektrische Verteiler- und Umformerstationen,insbesondere fuer Ortsnetzstationen - Google Patents

Description

• Trennschalter-Sammelschienensystem für elektrische Verteiler-und Umformerstationen, insbes. für Ortanetzstationen Die Versorgung von Verbrauchergebieten mit elektrischer Energie erfolgt bekanntlich über Verteiler- und Umformerstationen, die die über Frei- oder Kabelleitungen herangeführte hohe Spannung in eine niedrigere Spannung umwandeln und weitergeben. Bei den für die Aufnahme der Umformer, Trennschalter-Sammelschienen u. dgl. dienendenStationen, deren Gebäude entweder in der konventionellen Massivbauweise oder aus vorgefertigten Stahlbeton-Baueinheiten nach dem Baukastensystem hergestellt werden, sind die Trennschalter und die Sammelschienen in ausreichender Höhe entweder an den Wänden des Stationagebäudes montiert, das häufig als Turmstationoausgeführt ist, oder es werden sogenannte Fertigzellen an den Wänden aufgestellt. Der Aufbau der Trennachalter und Sammelschienen erfordert jedoch im ersten Falle zeitraubende Stemm- und Vermessungsarbeiten und lange Montagezeiten. Auch kann hierbei der Zu- und Ab- gang der Hoch- bzw. Mittelspannungs-Freileitungen nicht nach jeder Seite frei gewählt werden. Bei der die Trennachalter- und Sammelschienen aufweiaenden Fertigzellenbauweise ist dagegen eine wirtschaftliche Verwendung der Räume der Turmetation sehr eingeeigt, sowie die Anzahl der unterzubringenden Freileitunge-und Kabelanachlüsse stark eingesehränktt wobei d#'.n- Anschlübse der Freileitungen ebenfalls nicht frei k.'.'.nneri. Alle diese bekannten elektrischen Einrichtungen der Vert eilerstationen besitzen weiterhin noch den Nachteil, dass die einmal hergestellte Station bei einer notwendig gewordenen baulichen Veränderungen des ihr zugeteilten Versorgungegebietes nur durch schwierige bauliche Veränderungen der neuen Lage angepasst werden kann. Bei der Entwicklung und dem Aufbau einer neuzeitlichen Verteiler- und Umformerstation.sind daher eine Reihe von Forderungen zu erfüllen, die hinsichtlich des Aufbaues der elektrischen Inneneinrichtungen grundsätzlich darin bestehen, daso insbes. innerhalb des Ortsnetzes ankommende und abgehende Freileitungen unabhängig von ihrer Lage auch bei späteren Erweiterungen der elektrischen Inneneinrichtungen ohne Ümstände nachträglich abgespannt werden könngr4daso mit Rücksicht auf den Pertigstellungstermin der Verteilerstationen die elektrischen Einrichtungen wenigstens zum Teil aus Konstruktionseinheiten bestehen und daao diese Einheiten den elektrischen Aufbau der Station auch als Hoch- oder Kabeletation ermöglichen. Weiterhin sollen unter Berückoichtigung der vorstehend genannten Forderungen derartige Stationen nicht teuer, sondern eher billiger als Stationen nach den bisher bekannten Bauarten sein. Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, die vorstehend genannten Anforderungen beim JLufbau der elektrischen Inneneinrichtungen einer Verteiler- und Umformeretationg inebes. einer Ortsnetzstation, in weitgehender Weise zu erfüllen, was durch ein Trennschalter-Sammelschienensyatem erreicht wird, bei dem erfindungegemäas ein Tragkreuz an Auflagestellen frei im Raum hängend oder stehend befestigt ist und an seinen vorzugsweise rechtwinklig zueinander liegenden Befestigungeschienen die Trennachalter trägt und gleichphasige Stromverbindungeschienen über oder unter den Älrennachaltern einerseits mit den zugehörigen Phasenanschlüssen der Trennschalter und andererseits an einem am Kreuzungspunkt des Tragkreuzes zentral angeordneten Isolierständer miteinander leitend verbunden sind sowie pyramidenförmige, in dem erforderlichen Höhenabstand voneinander gehaltene Stromachienenverteiler bilden. Bei einem derartigen Trennachalter-Sammelschieneneyetem können die Tragarme des Tragkreuzes aus zwei übereinander angeordneten Befestigungsschienen besteheng an denen die Trennschalter so befestigt sind, dass ihre Kontaktmesser quer zu den Befestigungsschienen liegen. Die Tragarme des Tragkreuzes können auch mit je zwei zwischen diesen nebeneinander liegenden Befestigungsschienen verbunden sein, an denen die Trennschalter so befestigt sindl dass ihre Kontaktmesser ebenfalls quer zu den Befestigungsschienen liegen. Vorteilhafterweise kann der die Stromverbindungsschienen tragende zentral angeordnete Isolierständer mit dem die Trennschalter tragenden Tragkreuz an dessen Kreuzungspunkt fest verbunden sein, wodurch &äi*tli&he T-e-#-19 eih einheitliches Trennschalter-Sttomschienensystem entsteht. Eine im Raum freihängende Befestigung den Trennschalter-Stromschienensysteme kann mit den Armenden des Tragkreuzes an in Ausschnitten der Innenwände der Station befindlichen Befestigungsmitteln 'erfolgen. Eine derartige Befestigung des Trennschalter-Stramschienensystems kann vorteilhafterweise in einer der das Gebäude einer Turmstation bildenden Stahlbeton-Baueinheiten vorgenommen werden. Die zwischen den Trennachaltern und den Stromverbindungeschienen befindlichen Anochlusa-Stellen können in je einem Kreis angeordnet werdeng wobei diese Kreise den erforderlichen Mindestabstand voneinander besitzen. Bei dreipoligen Trennschaltern können-dann drei Anachlusa-Kreise vorhanden sein, wobei vorzugsweise der Radius des innersten Kreises dem vorgeschriebenen Phasen-Abstand oder dem Mindestabstand Erde-Phaseg der Radius des mittleren Kreises dem Radius des ersten Kreises und dem Phasen-Abstand und der Radius des äussersten Kreises dein mittleren Kreisee und dem Phasen-Abstand entspricht. Es können jedoch auch sämtliche zwischen den Trennschaltern und den Stromverbindungsachienen-befindlichen Anschluss-Stellen an einem gemeinsamen Kreis liegen, dessen Radius dem erforderlichen Phasenabstand und dem Mindestabstand Phase-Erde oder dem zweifachen erforderlichen Phasen-Abstand entspricht. Zufolge der hierbei erzielten geringen Höhe der drei Stromschienen-Verteiler ist es möglich, diese in Giess-oder Preasharz einzubetten, wodurch ein kompakter Konstruktionsteil erreicht wird. Es können belbstverständlich in einer Verteilerstation auch mehrere Trennschalter-Stromschienensysteme eingebaut werden. Auch kann das Stromschienenverteilersystem der reinen Verteilung dienen, d.h. es kann mittels kreisförmig angeordneter Isolatoren aufgebaut werden. In den Pig. 1-7 sind Ausführungebeispiele des erfindungsgemässen Trennschalter-Sammelschienensyateme beispielsweise für eine 20KV-Ortenetz-Verteiler-Umformerßtation dargestellt. Hierbei zeigen die Fig. 1 ein Trennachalter-Stromschienensystem in schaubildlicher Ansicht, die Fig. 2 eine aus drei Stromachienenverteilern bestehende Einheit in ebenfalls schaubildlicher Ansicht, die Pig. 3 eine Draufsioht eines weiteren Trennachalter-Stromachienensystems, die Fig. 4 einen Schnitt nach Linie A-A der Fig. 39 die Fig. 5 einen Längsschnitt einer Turmstation mit der elektrischen Inneneinrichtung und die Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen einer kastenförmigen Stahlbeton-Rahmensbaueinheit mit einem Trennschalter-Stromschienensystem einer nach dem Baukastenprinzip aufgebauten Turmstation. Das eine Konstruktionseinheit bildende, in einem kastenförmigen Stahlbeton-Rahmen 1 einer nach dem Baukastenprinzip hergestellten Turmstation 2 (Fig. 5) eingebaute Trennachalter-Stromschienensystem 3 nach Fig. 1 weist ein Tragkreuz 4 auf, dessen Tragarme 5 aus zwei übereinander angeordneten Befestigungsschienen 6,7 bestehen. An diesen Befestigungsachienen 6,7 sind je ein dreipoliger Trennschalter 8-11 befestigt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, liegen bei diesen vier Trennschaltern 8-111 die Masserkontakte 12 im geschlossenen Zustand quer zu den Befestigungsachienen 6,7- Die gleichphasigen Stromverbindungsschienen (Fig. 1) 13-16 bzw. 17-20 bzw. 21-24 befinden sich über den Trennschaltern 8-11 und sind einerseits an die zugehörigen Phaaenanachlüsse 25 der feststehenden Kontakte der Trennschalter 8-11 angeschlossen und andererseits an einem am Kreuzungepunkt 26 des Tragkreuzes 4 befestigten Isolierständer 27 miteinander leitend verbunden. Vier gleichphaeige Stromverbindungsachienen bilden dann je einen pyramidenförmigen Stromachienen-Verteiler 13T16, 17-20 und 21-24, die voneinander den erforderlichen Höhenabstand besitzen. nie aus Fig. 2 ersichtlich ist, können die drei Stromachienenverteiler 13-16, 17-20 und 211-24 mit dem Isolierständer 27 als eine Konstruktionseinheit ausgebildet sein (Fig. 2).

  An die Anschlüsse der MeeserkontaKte 12

  Trennschalter 8-11 sind ebenfalls Sammelschienen 28 angeachlossen, die entsprechend der gewählten Schaltung entweder mit den Zugängen oder Abgängen der Freileitungen bzw. der Kabelleitungen verbunden sind. Der kastenförmige Stahlbetonrahmen 1 gemäas Fig. 1 besitzt in den vier Wänden Einschnitte 29, in die Befestigungsmittel 30 eingelassen sind, an denen die Enden 31 der Tragarme 5 des Trggkreuzes 4 befestigt werden. Auf diese Weise wird eine im Raum freie Aufhängung des Trennachalter-Sammelschieneneyetems erreicht. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausbildung eines Trennschalter-Sammelschienensysteme, bei dem die Tragarme 5 des Tragkreuzen 4 mit je zwei zwischen diesen nebeneinander liegenden Befestigungeschienen 32-33 verbunden sind, von denen an drei Befestigungeschienenpaaren 32,33 je ein dreipoliger Trennschalter 34,35,36 mit quer zu den Befmtigungsschienen 32,33 liegenden Trennmeaaern 11 befestigt ist. Wie aus der Fig. 3 zu erkennen ist, liegen bei diesem System an einem Kreis 38 Anschlusspunkte 379 an die die Stromverteilerechienen 39 auch derart angeschlossen sind, dase je drei gleichphaeige Stromverteiler-Schienen einen einheitlichen Stromachienenverteiler bilden. Hierbei sind ferner Preileitungen 40 über die Durchführungeisolatoren 41 und die Stromachienen 42 mit dem Trennachalter 349 die Kabelleitungen 43 über Stromachienen 44 mit dem Trennachalter 35 und Stromachienen 45 mit dem Trennochalter 36 verbunden. Die eine Seite 46 des Tragkreuzen 4 ist hierbei noch frei und damit für eine spätere Leiterabzweigung reserviert.
• Die in Fig. 5 im Schnitt dargestellte Turmetation 2 setzt sich aus Stahlbetonrahmen 1 zusammen, von denen die beiden vorletzten oberen Betonrahmen 1 das Trennschalter-Sammelschienensystem 3 aufnehmen, das entweder den Ausführungen nach den Fig. 1,2 oder 3,4 entsprechen kann. Die drei Stromschienenverteiler 13-16, 17-20 und 21-24 sind hier mittels der Stromschienen 47 mit dem auf deir Kellerboden 48 angeordneten Transformator 49 verbunde-n.

  Die Anschluss der unteren Kont-akte eines - I#--Uters 51

  der lurmstation 2 sind über Stromschienen .L -2 P unkt 1 Durchführungs-

  isolatoren 53 mit den Freileitungen ;54 wäh#rend an

  die Anschlüsse 55 der unteren Kontakte einej# 1.-7#en:.--2--halters 56

  die Leitungen eines über dem Keller der '12 geführten

  Kabels 57 angeschlossen sind.

  Der kastenf örmige Stahlbetonrahmen 1 eine-. 2 nach

  6 in schematischer Darstellung wird dur-I# 4

  des Trennschalter-Sammelschienen-systems .14 ir, Eäume unter-

  -teilt, von denen in dem Raum 58 der in dem

  Raum 60 der Trennschalter 61, in dem Raum 62 der Trennschalter 63 und in dem Raum 64 der Trennschalter 65 an je einem Tragarm 5 des Tragkreuzes 4 befestigt sind.
• Da es sich bei der Fig. 6 um eine schematische Darstellung handelt, die nur die grundsätzliche Trennschalteranordnung zeigen soll, sind der Deutlichkeit halber die allen vier Trennschaltern.zugeordneten, bereite aus den Pig. 1 und 2 klar hervorgehenden Stromachienenverteiler nicht dargestellt. Der Stahlbetonrahmen 1 nach Fig. 6 besitzt auf jeder Seite zwei Fenster, also im ganzen 8 Fenster 66-73. Die Verbindung der Trennschalter mit 20 KV-Freileitungen erfolgt dann bei dem Trennschalter 59 durch das Fenster 66 bei dem Trennschalter 61 durch das Fenster 68 und bei dem Trennschalter 63 durch das Fenster 70. Der vierte Trennschalter 65 soll über Stromschienen mit einem Transformator verbunden werden. Die Anordnung der Trennschalter an dem Tragkreuz kann auch in anderer Weise als in Fig. 6 dargestellt, erfolgen. So ist es beispielsweise denkbar, die Trennschalter so an dem Tragkreuz anzuordnen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung sind die beiden Trennschalter 61,63 an den gegenüberliegenden Seiten eines Tragarms 5 des Tragkreuzes 4 und der Trennschalter 59 nunmehr gegenüber dem Fenster 73 angeordnet. Die Verbindung des Trennschalters 61 mit dem 20 KV-Freileitungeabgang erfolgt dann über das Fenster 60 und die des Trennachalters 59 mit einer Freileitung über das Fenster 73. Selbstverständlich ist es auch möglich, teilweise anstelle der Verbindung des Trennschalters 8 mit einem Freileitungsabgang auch eine Verbindung mit den Kabelleitungen vorzusehen. Die dargestellten und beschriebenen Beispiele zeigen nur einen kleinen Teil der mit dem Trennschalter-Stromschienensystem durchführbaren Abgänge und Zugänge der Freileitungen und Kabel. Grundsätzlich ist es dabei jeweils sog daso mit dem zentralen Trennschalter-Stromschienenverteilersystem nach allen vier Seiten der Verteilerstation Freileitunge- und Kabelzugänge, bzw. Abgänge wahlweise durchgeführt werden können. Auch können weiterhin die Leitunge- Zu- und Abgänge mittel- und niederspannungsseitig auch nach Errichten der Station noch festgelegt werden. Durch die Verwendung des Trennachalter-Stromachienenverteilersysteme ist auch eine universelle Ausbildung der Abspannungen der Freileitungen am Gebäude insbes. an dem oberen Stahlbetonrahmen einer nach dem Baukastenprinzip errichteten Turmstation, denkbar. Bei dem Trennschalter-Stromschienensystem können sowohl die Trennschalter als auch die Stromverteilerschienen oder auch die Trennschalter mit den Stromverteilerschienen zusammen eine Konstruktionseinheit bilden. Hierbei werden für das Trennschalter-Sammelschienensystem, das kurzschlussfest ausgebildet ist, nur kurze Stromschienen benäigt. Als Sammelschienen, die blank oder isoliert sein können, sind sowohl massive Leiter als auch Leiterseile brauchbar. Man kann das Stromschienen-Verteilersystem gegebenenfalls auch so zusammendrücken, dass es in eine kompakte Einheit, beispielsweise in Giess- oder Pressharz eingebettet, vergossen bzw. verpresst werden kann. Die Konstruktionseinheiten können bereits in der Werkstatt hergerichtet werden, also beispielsweise die Stromverteilerschienen abgelängt, gebogen und verbohrt, sowie zu einer Baueinheit montiert werden. Es ist auch denkbar, die vorbereiteten Bauteile an Ort und Stelle zu einer Einheit zusammen zu bauen. Die Konstruktionseinheiten werden dann vom Boden der Turmstation hochgezogen und an der gewünschten Stelle befestigt. Das Herstellen von Montageinnengerüsten und auch die Montage in grosser Höhe entfällt dann. Die Einbauzeit der elektrischen Einrichtungen in der Station wird dadurch wesentlich verkürzt.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Trennschalter-Sammelschienensystem für elektrische Verteiler- und Umformerstationent insbes. für Ortsnetzstationen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tragkreuz (4) an Auflagestellen frei im Raum hängend oder stehend befestigt ist und an seinen vorzugsweise rechtwinklig zueinanderliegenden Befestigungsschienen (6,7).die Trennschalter (8-11) trägt und dass gleichphasige Stromverbindungsschienen (13-16, 17-20, 21-24) über oder unter den Trennschaltern (8-11) einerseits mit den zugehörigen Phasenanschlüs.-zen (25) der Trennschalter (8-11) und andererseits an einem am Kreuzungspunkt (26) des Tragkreuzes (4) zentral angeordneten Isolie ' rständer (27) miteinander leitend verbunden sind und pyramidenförmige, in dem erforderlichen Höhenabstand voneinander gehaltene Stromschienen-Verteiler bilden.
2. 2. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 1, dadurdh gekennzeichnet, dass die Tragarme (5) des Tragkreuzes (4) aus zwei je übereinander angeordneten Befestigungsschienen (6,7) bestehen, an denen die Trennschalter (8-11) so'befestigt sind, dass ihre Kontaktmesser (12) quer zu den Befestigungeschienen (6,7) liegen. 3. Trennschalter-SammelschiOnensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dase die Tragarme (5) des Tragkreuzes (4) mit -je zwei zwischen diesen nebeneinander liegenden Befestigungsschienen (32,33) verbunden sind, an denen die Trennschalter (34-36) so befestigt sind, dass ihre Kontaktmesser (12) quer zu den Befestigungeschienen (32,33) liegen. 4. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Stromverbindungeschienen (13-24) tragende, zentral angeordnete Isolierständer (27) mit dem die Trennschalter (8-11) tragenden Tragkreuz (4) an dessen Kreuzungspunkt (26) fest verbunden ist und sämtliche Teile ein einheitliches Trennschalter-Stromschienensystem bilden. 5. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetg dass das Tragkreuz (4) mit seinen Armenden (31) an in Ausschnitten (29) der Innenwände des Stationsgebäudes befindlichen Fefestigungsmitteln (30) im Raum frei hängend befestigt ist. 6. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 4 und 59 dadurch gekennzeichnett dase das einheitliche Trennschalter-Stromschienensystem in einer der das Stationsgebäude, insbes. eine Turmstation (2) bildenden Stahlbeton-Baueinheiten frei hängend angeordnet ist. 7. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die.zwischen den Trennschaltern und den Stromverteilerschienen befindlichen-Anschluss-Stellen an je einem Kreis angeordnet sind, wobei die Anschlusskreise den erforderlichen Mindestabstand voneinander besitzen. 8. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnetg dass bei dreipoligen Trennschaltern drei Kreise vorgesehen sind, wobei vorzugsweise der Radius des innersten Kreises dem vorgeschriebenen Phasenabstand oder dem Mindestabstand Erde-Phase, der Radius des mittleren Kreises dem Rad#'Ais des ersten Yreiaes und dem Phasenabstand und der Radius des äuss,#-.r.,3-1v-en Kreises dem mittleren Kreis und dem Phasenabstand entsprichlt. 9. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daas sämtliche zwischen den Trennschaltern und den Stromschienenverteilern befindlichen Anschluss-Stellen an"einem gemeinsamen Kreis liegen, dessen Radius dem erforderlichen Phasenabstand und dem Mindestabstand Phasen-Erde oder dem zweifachen erforderliehen Phasenabstand entspricht. 10. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Stromschieenverteiler in Kunstharz vergossen oder verpresst eine kompakte Einheit bilden. 11. Trennschalter-Sammelschienensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschienenverteiler für die Stromzuführung über einen Trennschalter mit der Frei- bzw. Kabelzuleitung verbunden sind.