DE4341508A1 - Kompensationseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompensationseinrich­ tung, insbesondere eine Blindleistungskompensationsan­ lage für den Einsatz in der elektrischen Energieversor­ gung.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 90 16 540.3 ist eine Blindleistungskompensationseinrichtung bekannt, die in einem bewegbaren Gehäuse untergebracht ist. Es handelt sich dabei um eine Containerausführung, die mit einem Transportfahrzeug verfahrbar ist. In dem Container sind annähernd alle Bauelemente für die Kompensation unterge­ bracht. Derartige Einrichtungen sind nur für Leistungen unterhalb 10 MVAR geeignet. Ähnliche Einrichtungen, jedoch für kleinere Leistungen, sind aus dem Bergbau bekannt. Kompensationseinrichtungen für höhere Leistungen wurden bisher nur als stationäre Anlagen ausgeführt. Die dort üblichen Leistungen liegen in der Regel weit über 10 MVAR und sind im wesentlichen nicht bei Industrieanwendungen, z. B. bei Fabriken, sondern nur in Versorgungsnetzen bei EVUs erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompensa­ tionseinrichtung bereitzustellen, die bei Leistungen oberhalb 10 MVAR transportabel ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfinder hat festgestellt, daß sich aufgrund geänder­ ter Verbrauchergewohnheiten und geänderten technischen Ausführungen der Verbraucherendgeräte auch Änderungen in den versorgenden Drehstromnetzen ergeben. Dies führt dazu, daß je nach Jahreszeit eine Blindleistungs- oder Ober­ schwingungskompensation an verschiedenen Orten im elek­ trischen Versorgungsnetz erforderlich ist.

Eine stationäre Kompensationseinrichtung ist daher nicht praktikabel. Mit der neuen Kompensationseinrichtung kann kurzfristig auf Änderungen im Netz reagiert werden und ein Einsatz an Schwachpunkten im Netz - örtlich und elek­ trisch - optimal realisiert werden.

Die gesamte Anlage kann dabei komponentenweise modulartig für den jeweiligen Anwendungsfall zusammenstellbar sein. Dadurch ist eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Netz­ anforderungen gewährleistet. Die einzelnen transportablen Einheiten sollten von ihren Transportabmessungen und -gewichten z. B. für einen Straßen- oder Schienentransport geeignet sein. Damit kann auch an entlegenen Stellen des Versorgungsnetzes eine Kompensation von Blindleistung oder Oberschwingungen durchgeführt werden. Die Einrichtung ist dabei in kürzester Zeit aufgebaut und in Betrieb genommen. Bevorzugt weist sie daher auch vorgefertigte Kabel mit Steckverbindungen auf, mit denen die einzelnen Komponenten miteinander verbunden werden können. Die Kabel sind bei jeder neuen Aufstellung wiederverwendbar. Für den autarken Betrieb weist die Einrichtung selbstverständlich auch alle hierfür erforderlichen Schutz-, Steuer- und Eigenbedarfs­ einrichtungen auf, welche auch im Fehlerfall eine selek­ tive Fehlerabgrenzung gewährleisten und eine Gefährdung des Betriebes des Versorgungsnetzes verhindern.

In einer bevorzugten Ausführung weist eine der Einheiten eine mittels Ventilen steuerbare Kompensationsdrossel auf. Diese ist gemeinsam mit Filterdrosseln, z. B. für die 5. und 7. Harmonische, auf einem gemeinsamen fünfschenkeligen Kern in einem Ölkessel angeordnet. Diese Einheit kann wegen des hohen Gewichts speziell für den Transport auf einem Tieflader ausgebildet sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild der Kompensationseinrich­ tung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Kompensationseinrichtung;

Fig. 3 die Kompensationseinrichtung in der Draufsicht und

Fig. 4 bis 6 eine weitere Ausführung einer Kompensations­ einrichtung.

Fig. 1 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer Kompensa­ tionseinrichtung 1, die ggf. über eine Tertiärwicklung eines nicht näher gezeigten Transformators an ein elek­ trisches Versorgungsnetz 4 anschließbar ist. Sie weist dazu einen oder mehrere Leistungsschalter 5 auf. Die Kompensationseinrichtung 1 kann dabei beliebig als reine Kondensator- oder Drosselausführung, oder wie gezeigt, als gemischte Filterkreisanordnung mit L- und C-Gliedern 7, 9 ausgebildet sein. Für Meß- und Schutzzwecke sind Meßwand­ ler 11 vorgesehen. Die Kompensationseinrichtung 1 kann je nach Anwendung ein- oder auch mehrphasig ausgeführt sein. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber nur auf eine einzige Phase und einen der Filter­ kreise Bezug genommen. Um eine gestaffelte Kompensation in der Leistung zu erzielen, kann die gesamte Kompensations­ einrichtung 1 aus mehreren, gestaffelt über weitere Leistungsschalter an das Versorgungsnetz 4 anschließbaren Kompensationsmodulen 13a, 13b, 13c bestehen, wobei hier nur ein Kompensationsmodul 13a im Detail dargestellt und näher beschrieben ist. Mit den Bezugszeichen 14c und 23 sind Kabelendverschlüsse bzw. Steckverbinder bezeichnet.

Fig. 2 zeigt hierzu eine mögliche räumliche Anordnung der Kompensationseinrichtung 1 in einer Seitenansicht. Die Kompensationseinrichtung 1 ist modulartig aufgebaut, wo­ bei einzelne Komponenten oder Bauteile funktionsmäßig als transportierbare Einheiten ausgebildet sind. Zum leichten Transport sind die leittechnischen Einrichtungen und die Leistungsschaltglieder, insbesondere die Leistungsschalter 5, in einem Container 15 untergebracht. Dieser ist im Schnitt gezeigt. Das Kompensationsmodul 13a umfaßt ein Ge­ stell 17, auf dem die Kompensationsglieder 7, 9 angeordnet sind. Die Kompensationsglieder 7, 9 sind in sogenannter Freiluftausführung ausgeführt. Der Container 15 und das Gestell 17 können an beliebigen Orten aufgestellt werden. Bevorzugt können diese auf kleinen Hilfsfundamenten 19 angeordnet werden, die problemlos und schnell anfertigbar sind.

Sollten Arbeiten an den Kompensationsgliedern, insbeson­ dere am C-Glied 9, erforderlich sein, so können diese Glieder mittels einer Kurzschließeinrichtung 21 elektrisch kurzgeschlossen werden. Diese Einrichtung 21 kann eben­ falls auf dem Gestell 17 oder auch daneben auf einem kleinen separaten Hilfsfundament 19 angeordnet werden.

Um einen schnellen Aufbau der Kompensationseinrichtung 1 zu ermöglichen, sind die auf unterschiedlichen Transport­ mitteln angelieferten elektrischen Komponenten mit Schnell­ verschlüssen miteinander elektrisch verbindbar. Dies kann beispielsweise netzspannungsseitig, wie dargestellt, über Steckverbinder 23 mit zugehörigen Kabeln 24 erfolgen. Dies gilt sinngemäß für alle elektrischen Verbindungen der ge­ samten Einrichtung 1.

Fig. 3 zeigt die Kompensationseinrichtung 1 in der Drauf­ sicht. Dabei ist zu erkennen, daß dem zentralen Container 15 mehrere Kompensationsmodule 13a, 13b, 13c zugeordnet sind, welche alle über die bereits oben beschriebenen Steckverbindungen 23 jeweils mit dem zugehörigen Lei­ stungsschalter 5 verbunden sind.

Im Container 15 sind zur Steuerung und zum Schutz Schränke 25 untergebracht, die die erforderlichen Sekundärgeräte oder zentralen Komponenten, wie sie allgemein nach dem Stand der Technik bekannt sind, beinhalten. Dies können beispielsweise schutz-, steuer-, leit- oder fernwirktech­ nische Einrichtungen sein.

Je nach Größe der Kompensationseinrichtung 1 oder ihrer elektrischen Daten kann zum Unterbringen der zentralen Komponenten ein weiterer Container 15a erforderlich sein. Dieser kann, unter Weglassung der anliegenden Zwischen­ wände, direkt am ersten Container 15 angeordnet sein, so daß ein großer Betriebsraum 27 gebildet ist. Auf diese Weise ist eine modulare Vergrößerung der Kompensations­ einrichtung 1 möglich. Der weitere Container 15a kann dazu beispielsweise zusätzliche Schaltschränke 25a, Batterien 29 und weitere Leistungsschalter 5a zum Anschluß weiterer Kompensationsmodule umfassen. Auf diese Weise ist die Kompensationseinrichtung 1 beliebig erweiterbar. Für den gesamten Betriebsraum 27 ist eine gemeinsame Tür 26 vor­ gesehen. Zwischen den beiden Containern 15, 15a befindet sich bevorzugt eine durchgehende Schutzabtrennung 28, insbesondere in Form eines geerdeten Metallgitters, das durchsichtig ist.

Die einzelnen transportierbaren Einheiten der Kompensa­ tionseinrichtung 1 sind derart bemessen, daß sie leicht auf allen Verkehrswegen, insbesondere leicht per Fahrzeug auf Straßen, transportiert werden können. Wichtig dabei ist insbesondere der leicht ab- und aufbaubare Charakter der gesamten Einrichtung 1, damit diese unter Umständen mehrmals jährlich an verschiedenen Standorten einsetzbar ist. Gegebenenfalls können die Leistungsschaltglieder auch in Freiluftausführung auf dem Gestell 17 angeordnet sein. Die Kompensationsglieder 7, 9 können auch einzeln oder als Filteranordnung geschaltet sein.

Die gesamte Kompensationseinrichtung 1 eignet sich im wesentlichen für Leistungen oberhalb 10 MVAR, wobei eine wirtschaftliche Anwendung aufgrund der hohen Grundkosten oberhalb 30 MVAR, insbesondere bei 50 bis 60 MVAR, gegeben ist. Die einzelnen Kompensationsmodule 13a, 13b, 13c, wo­ von dann sechs erforderlich wären, weisen in diesem Fall eine Leistung von ca. 10 MVAR auf.

Die niederspannungsseitige Verbindung der Schränke 25, 25a und der zugehörigen Geräte und Einrichtungen kann über nicht näher gezeigte Leitungen erfolgen, die in einem Hohlraum 30 des Bodens der jeweiligen Container 15, 15a verlegt sind.

Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausführung der elek­ trischen Schaltung einer Kompensationseinrichtung 1a. Da­ bei sind auf einem nicht näher gezeigten fünfschenkligen Kern Filter- und Kompensationsdrosseln 31 und 32 ange­ ordnet. Die Kompensationsdrossel 32 ist mittels steuer­ barer Ventile 33, insbesondere Thyristoren, einschalt- oder auch steuerbar. Die Filterdrosseln 31 sind über zu­ geordnete Kondensatorbatterien 34 zu Filtern zusammenge­ schaltet. Meßwandler 11 sind an geeigneten Stellen vor­ gesehen.

Die Kompensationseinrichtung 1a ist, wie bereits oben schon beschrieben, ebenfalls auf transportablen Einheiten verteilt aufgebaut, so daß diese modulartig zusammenge­ stellt werden können.

Fig. 5 zeigt hierzu die Kompensationseinrichtung 1a in einer Seitenansicht. Ein zentraler Container 35 beinhaltet die leit- und steuerungstechnischen Einrichtungen. Zu­ sätzlich sind hier noch die Ventile 33 untergebracht. Die Filter und Kompensationsdrosseln sind mit dem zuge­ hörigen Kern in einem Kessel 36 angeordnet, welcher ein Gestell 37 aufweist. Wegen des hohen Gewichts muß dieser Kessel 36 gegebenenfalls als Schwertransportgut zur Be­ förderung auf einem Tieflader geeignet sein. Die Konden­ satorbatterien 34 sind auf jeweils zugeordneten Gestellen 38 angeordnet. Die Verbindung der einzelnen Einheiten erfolgt auch hier möglichst einfach mit vorgefertigten Kabeln 24, wobei soweit wie möglich zur Verbindung Schnellverschlüsse und/oder Steckverbinder verwendet werden. Zusätzliche Nebenaggregate, z. B. eine Kühl- und Klimaeinrichtung 39, können wahlweise vorgesehen sein.

Fig. 6 zeigt die Kompensationseinrichtung 1a in der Drauf­ sicht. Wie aus den gezeigten Größenverhältnissen ersicht­ lich, können gegebenenfalls die Kondensatorbatterien 34 auf einem gemeinsamen Gestell 38 angeordnet sein. Für die Kondensatorbatterien 34 kann auch, wie bereits oben beschrieben, eine Kurzschließeinrichtung 21 vorgesehen werden. Die gezeigte Kompensationseinrichtung 1a ist bei­ spielhaft dreiphasig ausgeführt.

Claims (10)

1. Kompensationseinrichtung (1) mit Kompensationsgliedern (7, 9), elektrischen Verbindungsmitteln (5) und leittech­ nischen Einrichtungen (25, 25a), wobei zumindest die leit­ technischen Einrichtungen (25, 25a) in einem Container (15, 15a) und die Kompensationsglieder (7, 9) auf zumindest einem getrennt vom Container (15, 15a) aufstellbaren Gestell (17) angeordnet sind, wobei der Container (15, 15a) und das Gestell (17) jeweils als transportable Einheiten ausge­ bildet sind, und wobei die jeweiligen elektrischen Kompo­ nenten dieser Einheiten elektrisch zu einer Funktions­ einheit miteinander verbindbar sind.

2. Kompensationseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektrischen Verbindungsmittel Schaltgeräte 5 und/oder steuerbare Ventile umfassen und im Container (15, 15a) oder auf dem Gestell (17) angeordnet sind.

3. Kompensationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die auf den jeweiligen Einheiten befindlichen Komponenten mit Schnellverschlüssen elektrisch miteinander verbindbar sind.

4. Kompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kompensationsglieder (7, 9) Kondensatoren (9) und/oder Spulen (7, 31, 32), insbesondere Netzfilter, um­ fassen.

5. Kompensationseinrichtung nach Anspruch 4, wobei zumindest eine Spule als steuerbare Drosselspule (32) ausgebildet ist.

6. Kompensationseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine Kurzschließeinrichtung (21) für die Kompensations­ glieder (7, 9), insbesondere für die Kondensatoren (9), vor­ gesehen ist.

7. Kompensationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Container (15, 15a) mehrere Gestelle (17) mit Kompensationsgliedern (7, 9) zugeordnet sind.

8. Kompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Einheiten modulartig miteinander verbindbar sind.

9. Kompensationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einheiten für einen Transport passend zu einem Transportmittel, insbesondere zu einem Fahrzeug, ausgebildet sind.

10. Kompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Container (15, 15a) aus zwei einzelnen Containern besteht, deren Innenräume durch eine Schutzab­ trennung (28) voneinander getrennt sind.