DE2608021C2

DE2608021C2 - Drehstromkabelsystem für innen wassergekühlte Hochleistungskabel ohne getrennteKühlmittelrückführung

Info

Publication number: DE2608021C2
Application number: DE19762608021
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr.-Ing. 5000 Köln Brakelmann
Original assignee: Felten & Guilleaume Energietechnik 5000 Koeln De GmbH; Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1976-02-27
Filing date: 1976-02-27
Publication date: 1983-03-17
Also published as: DE2608021A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drchstromkabelsystem für innen wassergekühlte Hochlcistungskabel, bestehend aus drei parallel verlegten Adern aus Einzelleiterkabeln, wobei das Kühlmittel mittels einer an uie Adern angeschlossenen Kühlstation gekühlt wird.

Derartige Kabelsysteme für Hochleistungskabel mit innerer Wasserkühlung erreichen hre größtmögliche Übertragungsleistung bei Einsatz von Kühlwasser-Rückführungsrohren. Dabei kann pro Kabelader ein Rückführungsrohr oder aber ein gemeinsames Rohr für alle drei Kabeladern vorgesehen sein. Es ist auch bekannt, ein System mit vier parallel verlaufenden Kabeladern und je einer Kühlstation an beiden Enden auszurüsten und im Normaifall nur drei Adern elektrisch zu belasten (DE-OS 23 27 316). Im Störungsfall wirJ dann das Kühlwasser durch zwei Adern hin- und durch die dritte Ader rückgeführt. Derartige Systeme weisen aber hohe Errichtungskosten auf, und zwar sowohl in bezug auf die Systemteile als auch hinsichtlich der Verlegung des Systems.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Kabelsystem der eingangs beschriebenen Art zu vereinfachen, ohne daß die übertragbare Grenzleistung des Drehstromkabelsystems im Vergleich mit der eines Systems mit Rückführungsrohren erheblich reduziert wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kühlstation der Kabeladern so eingesetzt ist, daß das Kabelsystem in zwei Teilsysteme gleicher Länge unterteilt wird und jeweils die Hinführung des Kühlmittels durch zwei Kabeladern und die Rückführung durch die dritte Kabelader erfolgt.

'/war ist bereits ein Kabelsystem mit Außenkühlung bekannt, bei dem drei nebeneinander verlaufende Kabeladern von je einem Kühlwasscrrohr umgeben sind und die Kiihlstation etwa in der Mitte des Systems angeordnet ist (/.. Elcktrizitäiswirtschaft Ig. 74 (197¹J) JH7). Das Kühlwasser strömt hier durch das mittlere Ri 'Hr /um einen Ende des Systems, dann über die beiden äußeren Rohre /um anderen Ende und von dort /ur Kühlstation zurück. Aber dieser längere Kühlwasserweg im speziellen Fall, wie auch die Außenkühlung im allgemeinen, ergibt gegenüber dem erfindungsgemäßen Kabelsystem eine erheblich geringere Kühlwirkung und damit niedrigere Grenze der Übertragungsleistung.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Kabelsystems wird in der Kühlstation der höchst zulässige Druck aufgebracht. Das Kühlwasser tritt mit der Geschwindigkeit v_t vorzugsweise in die beiden äußeren

ίο Kabeladern ein und erwärmt sich bis zum anderen Ende um eine bestimmte Temperaturdifferenz. An diesem Ende wird sein elektrisches Potential mit Hilfe von Wasserendverschlüssen verändert, so daß die Kabeladern miteinander verbanden werden können und nun das Wasser mit der Geschwindigkeit vi = 2 · vi in die dritte Kabelader, vorzugsweise die mittlere Kabelader, eintritt. Dabei ist mit vj die Rückführungsgeschwindigkeit und mit V| die Hinführungsgeschwindigkeit bezeichnet. In der dritten Kabelader wird das Kühlwasser bis zum Eintritt in die Kühlstation um eine bestimmte Temperaturdifferenz auf die höchst zulässige Temperatur in der Kabelisolierung erwärmt. Erfindungsgemäß ist dieser vorgeschriebene Kühlkreislauf zu beiden Seiten der Kühlstation vorgesehen. Es hat sich nun ergeben, daß mit dem erfindungsgemäßen Kabelsystem 92% der Kabelgrenzleistung übertragen werden können, bezogen auf die Kabelgrenzleistung eines entsprechenden Systems mit Rückführungsrohren.

Erfindungsgemäß kann es weiter vorteilhaft sein, wenn in der Rückführungskabelader an ihren der Kühlstation gegenüberliegenden Enden jeweils eine Zusatzpumpe eingesetzt ist. Durch den Einbau der zusätzlichen Pumpen wird erreicht, daß mit dem erfindungsgemäßen Kabelsystem nun 97% der Kabel-

r, grenzleistung übertragen werden können, und zwar wiederum bezogen auf die maximal übertragbare Leistung eines entsprechenden Systems mit Rückführungsrohren bei derselben Kabellänge.
Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I ein bekanntes Kabeixystem mit einem Rückführungsrohr pro Kabelader,
F i g. 2 ein erfindungsgemäßes Kabelsystem,

F i g. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabelsystems mit Zusatzpumpen.

F i g. 1 zeigt ein bekanntes Drehstromkabelsystem für Hochleistungskabel mit innerer Wasserkühlung, wobei durch einen im Kabelinneren vom elektrischen Leiter umgebenen, geschlossenen Hohlkanal das Kühlwasser strömt. Im dargestellten Beispiel besteht das Kabelsystem aus drei Hochleistungskabeln 1 mit vom Kühlwasser gleichsinnig durchströmten Kabeladern. An deren Enden befindet sich jeweils ein Endverschluß, bestehend aus einer Kabelendverschluß-Garnitur 2 und einer Wasserendverschluß-Garnitur 3.

Die Kabelendverschluß-Garnitur 2 entspricht im wesentlichen den bekannten Hochspannungskabel-Endverschlüssen und kann z. B. aus einem Porzellanisolator, in dessen Inneren das wassergekühlte Hochleistungskabel endet, hergestellt sein. Dabei wird der wasserdurchflossenc elektrische Leiter am oberen Ende der Kabelendverschluß-Garnitur herausgeführt und mit einem Wasserleitiingsrohr 4 verbunden. !Dieses besteht

b-j zweckmäßigcrweisc aus Edelstahl, wenn der Kühlmittel k ti η π I des Hochlcisiungskabels ebenfalls aus HdeUtahl besteht.

Das Wasserleitungsrohr 4 endet in der Wasserend-

verschluB-Garnitur 3. Die Verbindungsstelle des Rohres mit der Garnitur ist gegen den Austritt von Wasser abgedichtet. Die Wasserendverschluß-Garnitur besitzt im Inneren z. B. ein Isolierrohr mit einem Hohlkanal zur Leitung des Wassers durch die Garnitur. Am anderen Ende der Wasserendverschluß-Garnitur 3 ist ein Metallrohr, das auf Erdpotentiai liegt, angeschlossen.

Nach dem Austritt aus der Wasserendverschluß-Garnitur am Durchflußende des Kabeisystems wird das Kühlwasser in einer Kühlstation 5 gekühlt und ι ο anschließend i.i drei separaten Rückführungsrohren 6, deren Durchmesser gleich dem Hohlkanaldurchmesser jeder einzelnen Hochleistungskabelader ist, zum Kabelsysternanfang zurückgeführt. Mittels der Pumpen 7 wird die jeweils gewünschte Strömungsgeschwindigkeit eingestellt.

Fig.2 zeigt ein erfindungsgemäßes Kabelsystem. Auch dieses besteht wiederum aus drei Einzelleiterkabeln 8,9,10. Diese sind jedoch in der Mitte aufgetrennt, so daß zwei Teillängen entstehen, deren Gesamtlänge gleich der Länge eines der in F i g. 1 dargestellten Kabel 1 ist. In der Trennstelle ist an die Enden der Teillängen über einen jeweils aus einer Kabelendverschluß-Garnitur 2 und einer Wasserendverschluß-Garnitur 3 bestehenden Endverschluß eine Kühlstation 11 angeschlossen. Die Kühlstation 11 wird von den Kühlwasserkreisläufen der beiden Teillängen getrennt durchflossen. Dabei werden die beiden äußeren Einzelleiterkabel 8,10 gleichsinnig vom Kühlwasser durchflossen, und zwar in Richtung auf die der Kühlstation gegenüberliegenden Enden jeder Teillänge, und das mittlere Einzelleiterkabel 9 wird in der Gegenrichtung vom Kühlwasser durchflossen. Dabei wird mittels der Pumpen 12 in den beiden Kühlwasserkreisläufen der erforderliche Maximaldruck erzeugt. Bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine sogenannte thermische Kaskadenschaltung.

Fig. 3 stimmt mit Fig. 2 im wesentlichen überein, jedoch ist in die Rückführungskabelader 9 noch zusätzlich jeweils eine Pumpe 13 eingebaut. Damit ist es möglich, die Kabelgrenzleistung cieses Systems zu erhöhen, und zwar auf 97% der Kabelgrenzleislung des Kabelsystems gemäß Fig. 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehstromkabelsystem für innen wassergekühlte Hochleistungskabel, bestehend aus drei parallel verlegten Adern aus Einzelleiterkabeln, wobei das Kühlmittel mittels einer an die Adern angeschlossenen Kühlstation gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlstation (11) der Kabeladern (8, 9, 10) so eingesetzt ist, daß dos Kabelsystem in zwei Teilsysteme gleicher Länge unterteilt wird und jeweils die Hinführung des Kühlmittels durch zwei Kabeladern und die Rückführung durch die dritte Kabelader erfolgt

2. Drehstromkabelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinführung durch die beiden äußeren Kabeladern (8, 10) und die Rückführung durch die mittlere Kabelader (9) erfolgt.

3. Drehstromkabelsystem nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführungskabelader (9) an ihren der Kühlstation (ti) gegenüberliegenden Enden jeweils eine Zusatzpumpe (13) eingesetzt ist.