DE1902950A1 - Netztransformator-Anlage - Google Patents

Description

• Netztransformator-Anl age Der Bau von Mittelspannungstrafostatlonen erfolgt in Ballungszentren der elektrischen Energieabnahme (hierzu gehören Städte, geschlossene Siedlungen sowie Industrie, Gewerbe und Handel sowie andere Abnehmer) fast ausschließlich in der Innenraumtechnik.
• Hierunter fallen sowohl freistehende gemauerte Trafostationen, präfabrizierte Stationsgebäude, Trafostationen, die in größere Gebäudekomplexe einkomponiert sind, wie auch Minicompactstationen.
• Im Unterschied zur älteren Praxis (der Jahre 1950, 1960,) nach der die Transformatoren und Schaltanlagen in separaten Räumen aufgestellt wurden, zeichnet sich nunmehr eindeutig der Trend zum "integrierten Einbau" sowohl der Schaltanlagen wie auch der Netztrafos in einem gemeinsamen Raum ab.
• Die herkömmliche alte wie auch die neuere Lösung weisen gewisse wesentliche Nachteile auf. Die Nachteile kann man wie nachstehend präzisieren: 1. Nachteile der Aufstellung von Netztrafos in separaten Trafoboxen: 1.1 Große Stationsgebäude und somit hohe Gebäudekosten 1.2 Großer Grundstcksbedarf mit Zufahrt zu den Trafoboxen.
• 1.3 Zur Erzielung einer guten KEhlung der (des) Trafos müssen speziell ausgelegte An- und Abluft-Kanäle gebaut werden.
• 1.4 Die Schaltanlagen sind nicht von den Trafos klimatisiert und mUssen deshalb getrennt beltiftet werden, wenn eine angemessene Versorgungssicherheit der Mittelspannungsanlagen erreicht werden soll.
• 2. Nachteile der bisherigen integrierten Trafostationen: 2.1 Bedingt durch die gemeinsame Aufstellung des Netztrafos und der Schaltanlagen in einem gemeinsamen Raume ist eine erhebliche Luftdurchströmung des Stationsgebäudes erforderlich, die der Abfuhr der Verlustwärme des Trafos dient; hierdurch entstehen im Schaltanlagenraum erhebliche Luftwirbelungen, die zur Staubablagerung an den Isolationsteilen fuhren.
• 2.2 Durch den großen Luftdurchsatz wird die Schaltanlage der variablen Luftfeuchtigkeit der Umwelt stark ausgesetzt - somit ist eine Tauwasserbildung an den Elementen der Schaltanlagen unvermeidlich, besonders an Tagen eines sogenannten Witterungsumschlages im Fruhling und Herbst.
• Hierdurch können an den staubbedeckten Isolationsoberflächen stromleitende Schichten entstehen, die zu Uberschlägen und Zerstörung der Anlagen fUhren.
• 2.5 Zur Eindämmung der genannten Gefahren ist-ein zyklisches Reinigen der Anlagen erforderlich.
• 2.4 Bedingt durch erschwerte Luftströmungsverhältnisse kann u. U. die volle Nennleistung der Transformatoren nicht abgenommen werden1 oder aber die Transformatoren sind einer VerkUrzung der Lebensdauer ausgesetzt.
• Es ist alst ersichtlich, daß in integrierten Trafostationen die Vorteile der geringeren Investitionskosten dieser Ausführung mit erhöhten Unterhaltungskosten und der Gefahr von Anlagenbeschädigungen durch Schmutz und Schwitzwasser gekoppelt sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Vorteil der geringeren Investitionskosten, der mit der Unterbringung der Schaltanlagen und des Transformators in ein und demselben Raum verbunden ist, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile der bisherigen Ausführungen zu erzielen.
• Die Erfindung geht aus * von einer Netztransformator-Anlage, bei der ein FlUsslgkeitagekUhlter Transformator in einem auch die zugehörigen Schaltanlagen enthaltenden Raum untergebracht ist; und die Erfindung besteht in erster Linie darin, daß ein Kühler außerhalb des den Transformator und die Schaltanlagen enthaltenden Raumes untergebracht und mit dem Transformator durch Vor- und Rtlcklaufleitungen für das KUhlmittel verbunden ist, die durch Öffnungen in einer Trennwand hindurchgeführt sind.
• Der KUhler ist z. B. ein mit Rippen versehener oder ein flach ausgebildeter Wärmeaustauscher. Zweckmäßig ist der Kühler mit dem Transformator unter Vermittlung von Trennstellen und Absperrgliedern in den Vor- und Rücklaufleitungen lösbar verbunden. Hierdurch wird es möglich, daU der Transformator und der Kühler getrennt ein- und ausgebaut sowie getrennt transportiert werden können. Die Anlage kann daher mit schmalen Türen ausgeführt werden, und beengte Verhältnisse z.B. in Treppenhäusern sind dem Transport nicht hinderlich.
• Bei einer Netztransformator-Anlage nach der Erfindung wird vorzugsweise die Temperatur der Wandungen des Transformator-Kessels und damit die vom Transformator abgegebene Wärme durch eine Regeleinrichtung so beeinflußt, daß die Temperatur in dem auch die Schaltanlagen enthaltenden Raum praktisch konstant bleibt.
• Das kann z. B. in der Weise geschehen, daß der KUhl-Kreislauf zwischen dem Transformator und dem Kuhler mit eines dynamischen (Temperaturfühler aufweisenden) Regeleinrichtung versehen wird. Stattdessen kann man auch eine statische Regeleinrichtung für den Kühl-Kreislauf versehen, die darauf beruht, -daß bei einer Erwärmung und Ausdehnung des in dem Transformator-Kessel befindlichen Kühlmittels, z. B. Öles, dessen Spiegel über ein durch einen Uberlauf bestimmtes Niveau ansteigt.
• iind die überlaufende Kühlmittelmenge dem Kühler zuläuft.
• Es ist aber auch möglich, daß zur Regelung der Temperierung des den Transformator und die Schaltanlagen enthaltenden Raumes von den Vor- und Rücklaufleitungen ein regelbarer Nebenschluß-Krei s lauf (By-Pass) abgezweigt wird. Dieser kann eine regelbare Umwälzpumpe enthalten.
• Der Kühler braucht nicht unmittelbar neben dem den Transformator und die Schaltanlagen enthaltenden Raum untergebracht zu sein. Es ist vielmehr auch möglich, daß er in einer Entfernung von diesem Raum angeordnet wird, u. zw. z. B. in größerer Höhe oder in waagerechter Entfernung von dem genannten Raum oder sowohl in Höhenrichtung als auch seitswärts gegenüber diesem Raum versetzt. Von den entsprechend langen Vor- und Rücklaufleitungen kann dann ein steuer- oder regelbarer Nebenschltiß-Kreislauf (By-Pass) abgezweigt werden, der ein Wärme abgebendes Mittel enthält. Das sind vorzugsweise Heizkörper, die z. B zur Beheizung eines Treppenhauses dienen. Hierdurch wird die Abwärme des Transformators nutzbringend verwertet. Die Regelung des Nebenschluß- Kreislaufes kann durch eine regelbare Umwälzpumpe erfolgen.
• Der Kühler wird zweckmäßig in einem kaminartigen Raum mit einer unteren Lufteintrittsöffnung untergebracht. Die Vor- und RUcklaufleitungen können von Nischen des auf dem Transformator-Kessel befindlichen Ausdehnungsgefäßes aus gehen. Das Explos ions -5 chutz-Relais (Buchholz-Relais) wird zweckinäßig in eine Vorlaufleitung eingebaut. In den KUhl-Kreislauf zwischen dem TranSformator und dem Kühler (Haupt-Kühlkreisiauf) wird u. U. eine Umwälzpumpe eingefügt.
• Auf der Zeichnung sind zwei Ausfuhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargesteilt; u. zw. zeigt Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Gebäudeteil mit einer Seitenansicht eines Transformators gemäß dem ersten AusfUhrungsbeisel, Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 den Schnitt nach der Linie 111-111 in Fig. 1 und Fig. 4 einen lotrechten Schnitt durch einen Gebäudeteil mit einer Anlage nach dem zweiten Ausführungsbe is piel.
• Der Transformator 1 ist nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Raum 2 des Gebäudes.dicht an einer wSrmeisolierten Trennwand 3 aufgestellt, die von dem Raum 2 einen schmalen Raum 4 abteilt. In diesem ist der mit Rippen versehene Kühler 5 untergebracht.
• Der Transformator 1 ruht auf Rädern 6 und trägt ein Ausdehnungsgefäß 7, für das in dem Transformator-Kessel befindliche KUhimittel, z. B. Öl, mit einem Kühlmittel- Nischen Anzeiger 8. Zwei Vorlaufleitungen 9, die vondes Ausdehnungsgefäßes 7 ausgehen, sind durch Öffnungen in der Trennwand 5 hindurchgeführt und münden in dem Kühler 5. Die Rucklaufleitungen 10 sind von dem unteren Teil des Kühlers zu dem Transformator 1 gefUhrt, wobei sie durch Öffnungen in der Trennwand 3 hindurchtreten.
• Die Leitungen 9 und 10 haben Trennstellen, an denen sich Flanschverbindungen 11 befinden. Beiderseits von diesen sind Absperrventile 12 angeordnet.
• In der den Raum 4 nach außen abschließenden Wand 13 befinden sich Lüftungsöffnungen 14, 15 fUr die An-bzw. Abluft, durch welche die Luft hindurchtritt, die somit von dem Kühler die Abwärme des Transformators an die Außenluft abführt. In dem Raum 4 entsteht somit eine Kaminwirkung.
• An der einen Stirnseite des Transformators 1 sind die Hochspannungsanschlüsse 16 und an der anderen Stirnseite die Niederspannungsanschlüsse 17 angebracht.
• Die Stromanschlüsse 16 und 17 sind mit Abblendungen 18 zum Schutz gegen Berührung versehen. Die ebenfalls in dem Raum 2 untergebrachten Schaltanlagen sind mit 19 bezeichnet. Man erhält so ohne zusätzliche Heiz- und Belüftungseinrichtungen eine Temperierung der Schaltanlagen. Dabei werden diese nicht von Ktihlluftströmen beaufschlagt, da die Kühlluft für den KUhler 5 durch die Trennwand 3 von dem Raum 2 ferngehalten wird. Es tritt daher nicht die Verschmutzung der Isolation der Schaltanlagen ein, die bei den bisherigen Ausführungen, bei denen der Transformator und die Schaltanlagen in ein und demselben Raum untergebracht sind, in Kauf genommen werden mußten. Dabei kann die Wärmeabstrahlung des Transformators und somit die Temperierung der Schaltanlagen durch Beeinflussung des Kühl-Kreislaufes z. B. mit Hilfe von Drosselventilen in den Vor- und / oder RUck- ?aufleituqen 9, 10 gesteuert oder geregelt werden.
• Es kann sich wie erwähnt um eine dynamische oder statische Regelung handeln. Der Nebenschluß-Kreislauf(By-Pass), der die ebenfalls schon erwähnte weitere Regelmöglichkeit ergibt, ist in Fig. 4 mit der strichpunktierten Linie 20 angedeutet. Er befindet sich bei diesem Beispiel zwischen je einem Ventil 12 in der Vorlaufleitung 9 und in der RUcklaufleitung 10. Diese Ventile sind dann als Dreiwegventile ausgebildet. Die Nebenschluß-Leitung 20 enthält eine regel- oder steuerbare Umwälzpumpe 21.
• Der Transformator 1 und der Kühler 5 können nach dem Abtrennen der Vor- und Rücklaufleitungen 9, 10 unabhängig voneinander aus den Räumen 2 bzw. 4 ausgebaut werden.
• Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind der Transformator 1 und die Schaltanlagen 19 ebenfalls in ein und demselben Raum 2 eines Gebäudes untergebracht.
• Der Kühler 22 hingegen, der beispielsweise als flacher Wärmeaustauscher ausgebildet ist, befindet sich in einem erheblich höher liegenden Raum 2,. Dieser liegt in der Außenwand 24 des Gebäudes und steht mit der Außenluft durch untere und obere Öffnungen 25 bzw. 26 in Verbindung, so daß sich eine Kaminwirkung ergibt. Der Nebenschlub-Kreislauf wird gebildet durch eine Leitung 27, die von der Vorlauf-Leitung 28 zwischen dem Transfortator 1 und dem Kühler 22 abgezweigt ist und eine regel- oder steuerbare Umwälzpumpe 29 enthält, ferner durch einen Heizkörper 50 oder eine Mehrzahl von Heizkörpern und durch eine Leitung 31, welche den bzw. die Heizkörper mit der Rücklaufleitung 32 zwischen dem Kühler 22 und dem Transformator 1 verbindet. Die Heizkörper können z. B. zr Beheizung eines Treppenhauses verwendet werden. Auch in diesem Fall enthalten die Leitungen Trennstellen und Absperrorgane, so daß insbesondere der Transformator 1 und der Kühler 22 nach Belieben ausgebaut werden können.

Claims (11)

P a t e n t a n s p r il c h e:

1. Netztransformator-Anlage, bei der ein flüssigkeitsgekühlter Transformator in einem auch die zugehörigen Schaltanlagen enthaltenden Raum untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kühler (5) außerhalb des den Transformator (1) und die Schaltanlagen (19) enthaltenden Raumes (2) untergebracht und mit dem Transformator durch Vor- und Rücklaufleitungen (9, 1Q) für das Kühlmittel verbunden ist, die durch Öffnungen in einer Trennwand (3) hindurchgeführt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (5) mit dem Transformator (1) unter Vermittlung von Trennstellen (11) und Absperrgliedern (12) in den Vor- und Rticklaufleitungen (9, 10) lösbar verbunden ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf zwischen dem Transformator (1) und dem Kühler (5) mit einer dynamischen (Temperaturfühle r auSweisenden) Regeleinrichtung für die Temperierung des Raumes (2) versehen ist.

4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl-Kreislauf zwischen dem Transformator (1) und dem Kühler (5) mit einer statischen Regeleinrichtung für die Temperierung des Raumes (2) versehen ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperierung des Raumes (23 von den Vor- und Rücklaufleitungen (9, 10, 28, 32) ein regelbarer Neben-Kreislauf (By-Pass)(20, 27, 30, 31) abgezweigt ist.

6. Anlage -nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschluß-Kre is lauf (By-Pass) eine regelbare Umwälzpumpe (21, 29) enthält.

7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (22) in einer Entfernung von dem den Transformator und die Schaltanlagen enthaltenden Raum (2) angeordnet ist und der Nebenschluß-Kreislauf (27, 30, 31) ein Wärme abgebendes Mittel (Heizkörper 30) enthält.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (5, 22) in einem kaminartigen Raum (4, 23) mit einer unteren Lufteintrittsöffnung (14, 25) und einer oberen LuStaustrittsöffnung (15, 26) untergebracht ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitungen (9) von Nischen des auf dem Transformator-Kessel befindlichen Ausdehnungsgefäßes (7) ausgehen.

1O. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Explosions-Schutz-Relais (Buchholz-Relais) in eine Vorlaufleitung (9, 28) eingebaut ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühl-Kreislauf zwischen dem Transformator (1) und dem Kühler (5, 22) (Haupt-Kühlkreislauf ) wenigstens eine Umwälzpumpe eingefügt ist. Leerseite