JPH06141599A - 多相の切換システムと、その様な切換システムを有する発電機装置 - Google Patents

多相の切換システムと、その様な切換システムを有する発電機装置

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JPH06141599A
JPH06141599A JP10140693A JP10140693A JPH06141599A JP H06141599 A JPH06141599 A JP H06141599A JP 10140693 A JP10140693 A JP 10140693A JP 10140693 A JP10140693 A JP 10140693A JP H06141599 A JPH06141599 A JP H06141599A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 多相の切換システムで各位相導体、例えばL
3 は発電機7と交流変圧器8との間に設けられた発電機
出力ライン2の経路中に切換装置と一緒に残りの位相導
体から分離されて空気ギャップ絶縁されたカプセル5内
に設けられている。この切換装置(3位置断路器10)
が少なくとも2つの切換え個所を持つ。この両方の切換
え個所の一方は発電機7と交流変圧器8に作用する切換
システムの出口との間にある。第2の切換え個所はこれ
に反して発電機7と始動装置21の電流接続部20との
間にあり、この始動装置はカプセル5の外側にあり、第
1の切換え個所を開いたり、第2の切換え個所を閉じた
時には発電機7に作用する。 【効果】 この様な切換システムを備えた発電機装置で
は発電機7に接する始動装置21の電流接続部20に役
立つ負荷時断路器又は断路器を節約できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発電機と交流変圧器と
の間に設けた発電機出力ラインの経路中にある、位相導
体の各位相導体が、第1の切換装置と又は残りの位相導
体の第1の切換装置組み合わせと共通し位相絶縁されて
カプセルの中に設けられている様な、多相の切換システ
ムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明はその際例えばドイツ連邦共和国
特許第 33 29 404号公報から明らかな様な従来技術に関
連する。この特許公報には発電機出力ラインの経路中に
組み込まれた多相の切換システムが記述されており、そ
の切換システムではそれぞれ発電機スイッチ、アースス
イッチ及び電流変換器とを有する各位相導体がシリンダ
ー軸線上に配設されてシリンダー形状の金属カプセル内
に組み込まれている。ほぼ発電機の切換システムを含む
発電機装置の発電機を始動及び/又は制動する場合に行
われる所定の切換え機能を行うために、この切換システ
ムはカプセルの外側に設けられた更に付加的な負荷時断
路器、断路器及び/又は測定要素及び保護要素を必要と
する。
【0003】ガスタービン装置内に設けられた発電機の
始動のための装置を有する発電機装置は例えば、本出願
人によって出版された雑誌「Combined-Cycle Power Pla
ntsSeries KA 11とKA 13 」の第10図、即ち出版番号
CH-KW 2009 E から知られている。この発電機装置は発
電機スイッチを含む切換システム以外に断路器又は負荷
時断路器を必要とし、その断路器を介して周波数変換器
に適合される始動電流が発電機に供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、特許請求の範囲の請求項1の上位概念で限定さ
れている様な初めに述べた種の切換システムを次の様に
形成すること、即ちコンパクトで場所を節約した位相絶
縁した構造にも拘わらず、発電機装置に起こるほぼ全て
の切換え- 、保護- 及び測定- 機能を切換システムが行
える様に形成することである。同時に本発明の課題は、
前記の様な切換システムを含む発電機装置であって、発
電機の始動が特に確実に且つ費用を節約する方法で行え
る発電機装置を提案することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、第1の切換装置又は第1の切換装置組み合わせが少
なくとも2つの切換え個所を備え、それらのうちの第1
の切換え個所は、発電機と、交流変圧器に作用する切換
システムの出口との間に、また第2の切換装置は、発電
機と、カプセルの外側に設けられ第1の切換え個所が開
いていて第2の切換え個所が閉じている場合に発電機と
作用結合させることの出来る始動装置との間に位置して
いる様にして解決される。
【0006】本発明による切換システムは、それが既に
工場の中で、発電機装置内で保証されている必要のある
全ての切換え- 、保護- 及び測定- 機能を満足させる配
送準備の出来た構成部材として製造し検査することが出
来るという点で優れている。この製造個所で本発明によ
る切換システムは極端に簡単な方法で、しかもほぼ只位
相導体を接続することによって、また発電機の出力ライ
ンにカプセルを溶接することによって一体化させること
が出来る。
【0007】個々の位相がコンパクトなカプセルとして
形成されており、簡単に全ての位相に共通する支持フレ
ーム上に組み付けることが出来るので、切換システムを
容易に運ぶことが出来る。個々のカプセルは互いに空気
ギャップによって分離されており、従って切換システム
及び保護すべき発電機装置は可能な限り誤電流が流れな
いように確保されている。完全なカプセル逆電流(帰電
流)は切換システムのカプセルを介して流れる。切換シ
ステムの周囲における望まない漏れ磁界はそうして著し
く減少される。
【0008】その様な切換システムを含む発電機装置で
は、発電機と始動装置との間に設けられる断路器又は負
荷時断路器を節約することができる。というのは発電機
出力ラインの経路中に設けられた切換装置は発電機から
交流への接続も、択一的に発電機から始動装置への接続
をも作ることが出来るからである。始動装置によって始
動する場合に発電機に供給され、制動する場合に発電機
から出る電流が直接発電機スイッチによって切換えられ
るので、発電機と切換装置との間に発電機スイッチが設
けられる時に発電機装置は特に有利に作用する。この場
合発電機の連続駆動のために設けられ、中央構成部材と
して発電機スイッチを備える保護部が、発電機を始動及
び/又は制動する場合に、また始動装置及び/又は制動
装置を含む回路内で作用する。始動装置及び/又は制動
装置は従って付加的な費用を掛けずに、発電機スイッチ
によって許されない駆動方法や短絡給電がないよう防御
される。
【0009】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明することにする:全ての図において同一参照番号は
また同じ作用をする部分に関するものでる。図1に示し
た切換システム1、図示していない発電機と、電気的な
エネルギー供給網及び/又は配電網の同じく図示してい
ない変圧器との間の発電機出力ライン2の経路中に組み
込むことが出来る。切換システムは、互いに平行に向き
金属導電性で逆電流を通すのに役立つ3つの場合によっ
てはそれより多いカプセル3,4,5を含み、それらカ
プセルそれぞれには発電機出力ライン2内に設けられた
位相導体L1 ,L2 及びL3 を収容している。それぞれ
のカプセル3,4,5は、位相導体L1 ,L2 ,L3
経路中に設けられ箱形に形成された2つのカプセル要素
31,32;41,42;51,52から構成されてい
る。
【0010】発電機側に設けられたカプセル要素31,
41,51は第1の部分切換システムを形成し、それぞ
れ少なくとも1つの発電機スイッチと、アーススイッチ
及び/又は断路器の如き別の切換装置と、電流- 及び電
圧- 変換器及び/又は別のセンサー、1つ又は複数の変
圧器を保護するためのサプレッサー及び/又はコンデン
サーの如き付加的要素とを含んでいる。
【0011】変圧器側に設けられたカプセル要素32,
42,52は第2の部分切換システムを形成し、それぞ
れ少なくとも1つの別の切換装置又は少なくとも2つの
切換え個所を有する切換装置組み合わせと、場合によっ
ては同じく別の切換装置及び/又は電流- 及び電圧- 変
換器、サプレッサー及び/又は保護コンデンサーの如き
更に別の付加的要素とを含んでいる。
【0012】場合によっては各相に設けられた両方のカ
プセル要素31,32;41,42;51,52が一体
的なカプセル要素として形成されていても良い。この要
素はその時発電機スイッチ及び別の切換装置又は切換装
置組み合わせも付加的要素も含んでいる。各要求に応じ
て部分切換システムの順序を逆にしても良い。
【0013】カプセル要素、例えば51,52は、支持
フレーム6上に置かれるそれぞれ1つの下方のカプセル
部分、例えば511,521と、その下方のカプセル部
分、例えば511,521と取り外し可能に結合された
カバー、例えば512,522とを含み、先のカプセル
部分511,521は発電機出力ライン2の円筒形カプ
セル、例えば13内で円筒軸線上に設けられた位相導
体、例えばL3 を接続するための2つの開口を有してい
る。
【0014】発電機スイッチ、少なくとも2つの切換え
個所を有する別の切換装置又は切換装置組み合わせ及び
付加的要素の如き、切換システム1の全ての要素は、下
方のカプセル部分、例えば511,521内に組み込ま
れており、カバー、例えば512,522を開けた後、
点検や組み立てのために容易に手が届くように成ってい
る。変圧器側に設けられたカプセル部分、例えば521
は、図示していない裏側にカプセルの外側に設けられ発
電機を始動及び制動するための図示していない装置に電
流を流すための別の開口を備えている。
【0015】図2には位相導体L3 に関した一相の図で
発電機システムにおける切換システム1の配置が図示さ
れている。両方のカプセル要素51,52を有する切換
システム1のカプセル要素5が発電機7と交流変圧器8
との間に設けられているのがこの図から良く分かる。発
電機出力ライン2の経路中でカプセル要素51に導かれ
た位相導体L3 はカプセル要素51内に設けられた発電
機スイッチ9の電流接続部と導電的に接続されている。
発電機スイッチ9の第2の電流接続部は、更に先に導か
れた位相導体L3 の経路中で導電的な方法でカプセル要
素52内に設けられた3位置断路器10の可動接触子1
00と接続されている。
【0016】3位置断路器10は可動の接触子100以
外に3つの固定接点101,102及び103を含み、
それら接点は順番に応じて導電的に、位相導体L3 の交
流変圧器8に通じる部分、交流網によって供給された始
動装置21の電流接続部20、そして切換システム1の
大地又はアース又は絶縁された短絡部と接続されてい
る。カプセル要素51,52の中には、別の切換装置、
電流変換器及び電圧変換器、サプレッサー及び/又は保
護コンデンサーの如き、更に別の付加的要素201,2
02を配置するために更に充分に空間がある。カプセル
要素52内で保守作業の間に接触保護を高める目的の為
に、カプセル要素51内には絶縁障壁50が設けられて
いる。
【0017】この発電機装置は以下の様に作用する:3
位置断路器10は3つの切換え個所を備え、そのうち2
つが開いており、第3の切換え個所が閉じている。
【0018】(1) この装置を検査する場合には、可動接
触子100と固定接点101とによって形成される第1
の切換え個所と、可動接触子100と固定接点102と
によって形成される第2の切換え個所とは開いている。
可動接触子100と固定接点103とによって形成され
る第3の切換え個所はその時閉じている。発電機7は交
流変圧器8と始動装置21とから分離され、3位置断路
器10の可動接触子100と接続された位相導体L3
部分はその時アースされている(図2に点線で示された
3位置断路器10の位置)。カプセル要素51と52と
の間で人を保護する為に絶縁障壁50が作用する。
【0019】(2) 発電機7を高速回転する為に、発電機
スイッチ9が開いている場合には先ず第3の切換え個所
が開かれ、第2の切換え個所が閉じられる(図2に実線
で描かれた3位置断路器10の位置)。発電機7は相変
わらず交流変圧器から分離されている。発電機スイッチ
9を入れることによって、発電機7と、周波数変換器又
は始動装置21の”連続的”−始動機械との間の接続が
作られる。発電機7は始動装置21を適当に制御するこ
とによって高速回転される。
【0020】(3) 発電機7が交流網への同期接続に充分
な回転数に達するや否や又は外部からの電流供給無しに
更に加速が出来るや否や、始動装置21は発電機スイッ
チ9が開くことによって発電機7から分離される(図2
で実線で示した3位置断路器10の位置)。
【0021】(4) 引き続いて第2の切換え個所が開か
れ、第1の切換え個所が閉じられる。発電機スイッチ9
は今や一側で交流変圧器8と接続される(図2で点線で
示した3位置断路器10の位置)。
【0022】(5) 発電機スイッチ9を閉じることによっ
て、高速回転された発電機7は次に交流網に同期して切
換えられ、発電機スイッチ9と3位置断路器10の第1
の切換え個所を介して交流変圧器8に電流が送り込まれ
る。
【0023】(6) 切換システム1の適当に合わせた操作
によって必要な場合に発電機7を制動することが出来
る。このために発電機7から出た電流は、閉じた発電機
スイッチ9と3位置断路器10とを介して、絶縁された
短絡部として作用し3本の位相導体の零点として形成さ
れた固定接点103に導入される。
【0024】本発明による切換システム1の図3に示さ
れた別の実施例の場合には、カプセル5における発電機
出力ライン2の経路中に3位置断路器10又は適当に作
用する切換装置組み合わせ及び発電機スイッチ9以外
に、特に2位置断路器として形成された3つの切換装置
14,15,16が設けられている。これらの切換装置
14,15,16はそれぞれ交互に貫通分離器又はアー
スとして作用させることが出来る。これによって付加的
に、発電機7、交流変圧器8又は発電機スイッチ9の如
き、発電機装置の任意の構成要素が互いに独立して保守
しうることが得られる。発電機装置への要求に応じて切
換装置14,15,16の数を増やしたり又は減少させ
たりすることが出来る。
【0025】本発明による切換システム1の図4に図示
した第3の実施例にあっては、3位置断路器10又はそ
れ相応に作用する切換装置組み合わせは、可動の接触子
100を有し、その接触子は発電機スイッチ9を中間に
接続することなく直接発電機7に作用する。本発明のこ
の実施例の場合には同様に始動装置21を駆動する場合
に付加的な断路器が節約される。というのは3位置断路
器10が次の機能を引き受けることが出来るからであ
る:即ち位相導体L3 のための貫通分離器としての作
用、始動装置21から発電機7へ電流を導くこと、及び
場合によっては制動する際に発電機7の巻き線のアース
及び/又は短絡すること。
【0026】発電機スイッチ9の機能はこの場合、交流
変圧器8の後に接続された高圧スイッチ11によって引
き受けられ、この高圧スイッチは交流変圧器8を、従っ
て発電機7を交流網に接続し、又はそこから切る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多相切換システムの第1の実施例
を斜視図で示したものである。
【図2】図1による切換システムと、発電機を始動する
ための装置とを有する発電機装置の著しく簡単にし単に
一相だけを図示した回路図である。
【図3】本発明による切換システムの第2の実施例と、
発電機を始動するための装置とを有する発電機装置の著
しく簡単にし単に一相だけを図示した回路図である。
【図4】本発明による切換システムの第3の実施例と、
発電機を始動するための装置とを有する発電機装置の著
しく簡単にし単に一相だけを図示した回路図である。
【符号の説明】
1 切換システム 2 発電機出力ライ
ン 3,4,5 カプセル 6 支持フレーム 7 発電機 8 交流変圧器 9 発電機スイッチ 10 3位置断路器 11 高圧スイッチ 13 カプセル 14,15,16 切換装置 20 電流接続部 21 始動装置 31,31,41,42,51,52 カプセル要素 50 絶縁障壁 100 可動接触子 101,102,103 固定接点 201,202 付加的要素 511,521 カプセル部
分 512,522 カバー L1 ,L2 ,L3 位相導体

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項01】 発電機(7)と交流変圧器(8)との
    間に設けた発電機出力ライン(2)の経路中にある、位
    相導体(L1 , 2 , L3 )の各位相導体(例えば
    3 )が、第1の切換装置と又は残りの位相導体(例え
    ばL1 ,L2 )の第1の切換装置組み合わせと共通し位
    相絶縁されてカプセル(3,4,5)の中に設けられて
    いる様な、多相の切換システム(1)において、第1の
    切換装置又は第1の切換装置組み合わせが少なくとも2
    つの切換え個所を備え、それらのうちの第1の切換え個
    所は、発電機(7)と、交流変圧器(8)に作用する切
    換システム(1)の出口との間に、また第2の切換装置
    は、発電機(7)と、カプセル(例えば5)の外側に設
    けられ第1の切換え個所が開いていて第2の切換え個所
    が閉じている場合に発電機(7)と作用結合させること
    の出来る始動装置(21)との間に位置していることを
    特徴とする多相の切換システム。
  2. 【請求項02】 位相導体(L1 , 2 , L3 )の各導
    体(例えばL3 )の経路中で第1の切換装置又は第1の
    切換装置組み合わせ以外に付加的に、カプセル(3,
    4,5)の中に設けられた発電機スイッチ(9)が設け
    られており、そのスイッチを介して第1の切換え個所が
    閉じた場合に交流変圧器(8)が、そして第2の切換え
    個所が閉じた場合に始動装置(21)が発電機(7)と
    作用結合させることが出来ることを特徴とする請求項1
    に記載の切換システム。
  3. 【請求項03】 発電機出力ライン(2)の経路中で、
    第1の切換装置又は第1の切換装置組み合わせ及び発電
    機スイッチ(9)以外に、第2の切換装置又は第2の切
    換装置組み合わせが設けられていることを特徴とする請
    求項2に記載の切換システム。
  4. 【請求項04】 第1の切換装置が、発電機(7)と大
    地又はアース又は絶縁された短絡部との間に設けられた
    第3の切換え個所を備えていることを特徴とする請求項
    1から請求項3のうちの1項に記載の切換システム。
  5. 【請求項05】 第1の切換装置が、位相導体(例えば
    3 )と導電的に接続された1つの可動接触子(10
    0)と3つの固定接点(101,102,103)とを
    有する3位置断路器(10)として形成されていること
    を特徴とする請求項4に記載の切換システム。
  6. 【請求項06】 3位置断路器(10)の可動の接触子
    (100)が、位相導体(例えばL3 )と導電的に接続
    された固定接点(101)でもって第1の切換え個所
    を、始動装置(21)の電流接続部(20)と導電的に
    接続された固定接点(102)でもって第2の切換え個
    所を、そして切換システム(1)のアース又は大地又は
    絶縁されて設けられた短絡部と導電的に接続された固定
    接点(103)でもって第3の切換え個所を形成してい
    ることを特徴とする請求項5に記載の切換システム。
  7. 【請求項07】 切換システム(1)が2つの部分切換
    システムから成っており、それらのうち第1の部分切換
    システムが少なくとも発電機スイッチ(9)を、第2の
    部分切換システムが少なくとも3位置断路器(10)を
    含んでいることを特徴とする請求項5又は請求項6に記
    載の切換パネル。
  8. 【請求項08】 第2の部分切換システムのカプセル
    が、始動装置(21)の電流接続部(20)を有してい
    ることを特徴とする請求項7に記載の切換パネル。
  9. 【請求項09】 切換システム又は各部分切換システム
    のカプセル(例えば5)が、箱形で逆電流(帰電流)を
    通すカプセル要素(31,32;41,42;51,5
    2)として形成されていることを特徴とする請求項1か
    ら請求項8のうちの1項に記載の切換パネル。
  10. 【請求項10】 カプセル要素(31,32;41,4
    2;51,52)が、支持フレーム(6)の上に置かれ
    ている位相導体(例えばL3 )を接続するための2つの
    開口を含んでいるカプセル部分(511,521)と、
    カプセル部分(511,521)と取り外し可能に結合
    され逆電流を通すカバー(512,522)とによって
    形成されていることを特徴とする請求項9に記載の切換
    システム。
  11. 【請求項11】 第1の切換装置又は第1の切換装置組
    み合わせ以外にカプセル(例えば5)が、断路器及び/
    又はアーススイッチ、電流- 及び/又は電圧- 変換器、
    サプレッサー及び/又は保護コンデンサーの如き付加的
    要素(201,202)を備えていることを特徴とする
    請求項1から請求項10のうちの1項に記載の切換シス
    テム。
  12. 【請求項12】 請求項1による切換システムと、特に
    ガスタービン- 又は水力- 発電設備内に設けられた発電
    機(7)を始動するための装置(21)とのある切換シ
    ステムを有する発電機装置において、始動装置(21)
    の第1の電流接続部が交流網と作用結合しており、また
    始動装置(21)の第2の電流接続部が、第1の切換装
    置又は第1の切換装置組み合わせを介して発電機(7)
    と作用結合させうることを特徴とする発電機装置。
  13. 【請求項13】 第1の切換装置が、少なくとも2つの
    共通する可動の接触子(100)と、2つの固定接点
    (101,102)のそれぞれ1つの接点を備える切換
    え個所とを含み、それらのうちの第1の切換え個所が位
    相導体(例えばL3 )の経路中に、また第2の切換え個
    所が第2の電流接続部(20)の経路中に設けられてい
    ることを特徴とする請求項12に記載の発電機装置。
  14. 【請求項14】 第1の切換装置と発電機(7)との間
    に発電機スイッチ(9)が設けられており、第1の切換
    装置が、可動の接触子(100)と第3の固定接点(1
    03)とによって形成された3つの切換え個所を備えて
    おり、それらの切換え個所を介して発電機(7)は、発
    電機スイッチ(9)が閉じており第1及び第2の切換え
    個所が開いている時に、切換システム(1)のアース又
    は大地と作用結合し又は絶縁された短絡を成しうること
    を特徴とする請求項13に記載の発電機装置。
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