PL188307B1

PL188307B1 - Compound equipment for an overhead high-voltage switchgear

Info

Publication number: PL188307B1
Application number: PL98327880A
Authority: PL
Inventors: Marek Fulczyk; Franz Schmaderer; Aleksander Gul; Marek Florkowski; Wojciech Piasecki
Original assignee: Abb Sp Zoo
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1998-08-05
Publication date: 2005-01-31
Also published as: PL327880A1

Abstract

1. Zespolone urządzenie napowietrznej rozdzielni wysokiego napięcia, wyposażone w urządzenia elektryczne, z których co najmniej jedno jest odłącznikiem oraz co najmniej jedno jest wyłącznikiem, znamienne tym, że jest utworzone z trójfazowego odłącznika (A) zespolonego z trzema wyłącznikami (B), przy czym trójfazowy odłącznik (A) składa się z trzech poprzecznych ramion (3) wyposażonych w styki główne (4), które to ramiona (3) połączone są nierozłącznie z kolumną (2) zamocowaną obrotowo w nieruchomej podstawie (1), do której z kolei zamocowane są statycznie trzy pionowe kolumny (5), do których przyłączone są głowice (6) wyposażone w styki główne (7), zaś każdy z wyłączników (B) umiejscowiony jest na oddzielnym poprzecznym ramieniu (3) odłącznika (A).1.Single device of high voltage overhead switching station, equipped with electrical devices, at least one of which is a disconnector and at least one is a circuit breaker, characterized by the fact that it is made of a three-phase disconnector (A) combined with three circuit breakers (B), where the three-phase disconnector (A) consists of three transverse arms (3) equipped with main contacts (4), which arms (3) are inseparably connected with the column (2) rotatably mounted in the fixed base (1), to which in turn are attached there are three statically vertical columns (5) to which are connected heads (6) equipped with main contacts (7), and each circuit breaker (B) is placed on a separate cross arm (3) of the disconnector (A).

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespolone urządzenie napowietrznej rozdzielni wysokiego napięcia, znajdujące zastosowanie w podstacjach elektroenergetycznych.The subject of the invention is a combined device of a high voltage overhead switching station, applicable in power substations.

Napowietrzne rozdzielnie wysokiego napięcia zawierają elektrycznie ze sobą połączone urządzenia zabezpieczające i pomiarowe, a także przyłączające urządzenia elektryczne, z których co najmniej jedno jest wyłącznikiem. Zwykle urządzenia te rozmieszczone są w pojedynczych rzędach dla każdej fazy, tworząc oddzielne tory prądowe dla każdej fazy. W wielofazowej rozdzielni napowietrznej poszczególne tory prądowe usytuowane są równolegle względem siebie i połączone są z napowietrznymi liniami wysokiego napięcia. Urządzenia elektryczne tj. wyłączniki, odłączniki, przekładniki prądowe i napięciowe, ochronniki przepięciowe, odgromniki występują w poszczególnych torach prądowych w różnorakich konfiguracjach oraz umieszczone na różnych poziomach. Taka budowa rozdzielni zapewnia zachowanie odpowiednich pól dla każdej grupy urządzeń elektrycznych oraz zachowanie pomiędzy nimi wymaganych odległości.High voltage overhead switching stations contain electrically interconnected protection and measuring devices as well as electrical connection devices, at least one of which is a switch. Typically, these devices are arranged in single rows for each phase, creating separate current paths for each phase. In a multi-phase overhead switching station, individual current paths are situated parallel to each other and are connected with high voltage overhead lines. Electrical devices, such as circuit breakers, disconnectors, current and voltage transformers, surge arresters, lightning arresters are present in various current paths in various configurations and placed at different levels. Such a construction of the switchgear ensures that appropriate fields for each group of electrical devices and the required distances between them are maintained.

Znane są również napowietrzne rozdzielnie wysokiego napięcia, w których poszczególne urządzenia elektryczne zespolone są ze sobą w jedną całość. I tak znany jest z opisu zgłoszenia międzynarodowego nr WO 97/26692 zespół wyłączający wysokiego napięcia, który zawiera wyłącznik zintegrowany z odłącznikami, uziemnikami oraz urządzeniami pomiarowymi. Połączenie ze sobą funkcji poszczególnych urządzeń elektrycznych w jednym urządzeniu pozwala na zredukowanie powierzchni terenu zajmowanej przez rozdzielnię. Z uwagi na to, że w każdej rozdzielni prądu trójfazowego występują, co najmniej trzy tory prądowe w układzie równoległym, takie zintegrowanie urządzeń elektrycznych ma duże znaczenie zarówno ekonomiczne jak i praktyczne.There are also known high voltage overhead switching stations in which individual electrical devices are integrated into one unit. Thus, it is known from the description of the international application No. WO 97/26692 a high-voltage disconnecting unit, which includes a switch integrated with disconnectors, earthing switches and measuring devices. Combining the functions of individual electrical devices in one device allows the reduction of the land area occupied by the switchgear. Due to the fact that in each three-phase current switchgear there are at least three current paths in a parallel configuration, such integration of electrical devices is of great economic and practical importance.

Istota zespolonego urządzenia napowietrznej rozdzielni wysokiego napięcia zawierającego urządzenia elektryczne, z których co najmniej jedno jest odłącznikiem oraz co najmniej jedno jest wyłącznikiem, według pierwszej odmiany wynalazku polega na tym, że jest ono utworzone z trójfazowego odłącznika, zespolonego z trzema wyłącznikami, przy czym trójfazowy odłącznik składa się z trzech poprzecznych ramion wyposażonych w styki główne, które to ramiona połączone są nierozłącznie z kolumną zamocowaną obrotowo w nieruchomej podstawie, do której z kolei zamocowane są statycznie trzy pionowe kolumny, do których przyłączone są głowice wyposażone w styki główne, a każdy z wyłączników umiejscowiony jest na oddzielnym ramieniu poprzecznym odłącznika. Pionowe kolumny odłącznika utworzone są przez ochronniki przepięciowe, które połączone są elektrycznie z jednej strony z głowicami ze stykiem głównym, a z drugiej są uziemione. Do każdej głowicy korzystnie przyłączone jest urządzenie do pomiaru napięcia i prądu.The essence of the combined device of an overhead high voltage switchgear containing electrical devices, of which at least one is a disconnector and at least one is a circuit breaker, according to the first variant of the invention, is that it is made of a three-phase disconnector combined with three circuit-breakers, the three-phase disconnector being consists of three transverse arms equipped with main contacts, which arms are inseparably connected with a column rotatably mounted in a fixed base, to which, in turn, three vertical columns are statically attached, to which are connected heads equipped with main contacts, and each with switches It is located on a separate transverse arm of the disconnector. The vertical columns of the disconnector are formed by surge arresters, which are electrically connected on one side with the heads with the main contact, and on the other side are grounded. Preferably, a voltage and current measuring device is attached to each head.

W drugiej odmianie wykonania urządzenia według wynalazku istota urządzenia polega na tym, że jest utworzone z trójfazowego odłącznika zespolonego z trzema wyłącznikami, przy czym trójfazowy odłącznik składa się z trzech poprzecznych ramion wyposażonych w styki główne, które to ramiona połączone są nierozłącznie z kolumną zamocowaną obrotowo w nieruchomej podstawie, do której z kolei zamocowane są statycznie trzy pionowe kolumny , do których przyłączone są głowiee wyposżżone w styki główne , a każdy z wyłączników umiejscowiony jest na przedłużeniu pionowej kolumny odłącznika nad głowicą ze stykiem głównym i połączony jest elektrycznie z przewodem doprowadzającym za pośrednictwem głowicy przyłączeniowej, która umieszczona jest w górnej części wyłącznika. Pionowe kolumny odłącznika są utworzone przez ochronniki przepięciowe, które połączone są elektrycznie z jednej strony z głowicami ze stykiem głównym, a z drugiej są uziemione. Do głowicy ze stykiem głównym korzystnie przyłączone jest urządzenie do pomiaru napięcia i prądu.In the second embodiment variant of the device according to the invention, the essence of the device consists in the fact that it is made of a three-phase disconnector combined with three circuit-breakers, the three-phase disconnector consisting of three transverse arms equipped with main contacts, which arms are permanently connected to a column rotatably mounted in a fixed base, to which three vertical columns are statically attached, to which are connected the head equipped with main contacts, and each of the switches is located on the extension of the vertical disconnector column above the head with the main contact and is electrically connected with the lead wire through the head connection, which is located in the upper part of the circuit breaker. The vertical columns of the disconnector are formed by overvoltage protectors, which are electrically connected on one side with the heads with the main contact, and on the other side are grounded. A voltage and current measuring device is preferably connected to the head with the main contact.

W trzeciej odmianie wykonania urządzenia według wynalazku jego istota polega na tym, że jest utworzone z trójfazowego odłącznika zespolonego z trzema wyłącznikami, przy czym trójfazowy odłącznik składa się z trzech poprzecznych ramion wyposażonych w styki główne, które to ramiona połączone są nierozłącznie z kolumną zamocowaną obrotowo w nieruchomej podstawie, do której z kolei zamocowane są statycznie trzy pionowe kolumny, do których przyłączone są głowice przyłączeniowe z przewodami doprowadzającymi. Każdy z wyłączników stanowi górną część pionowej kolumny odłącznika i połączony jest z jednej strony z głowicą wyposażoną w styk główny, a z drugiej strony z głowicą przyłączeniową.In the third embodiment variant of the device according to the invention, its essence lies in the fact that it is made of a three-phase disconnector combined with three circuit-breakers, the three-phase disconnector consisting of three transverse arms equipped with main contacts, which arms are inseparably connected with a column rotatably mounted in a fixed base, to which in turn are statically attached three vertical columns, to which connection heads with lead wires are connected. Each of the circuit breakers constitutes the top part of the vertical disconnector column and is connected on one side to a head equipped with a main contact, and on the other side to a connection head.

188 307188 307

Dolne części kolumny odłącznika utworzone są przez ochronniki przepięciowe, które połączone są elektrycznie z jednej strony z wyłącznikami poprzez głowicę przyłączeniową, a z drugiej strony są uziemione. Do głowicy ze stykiem głównym korzystnie przyłączone jest urządzenie do pomiaru napięcia i prądu.The lower parts of the disconnector's column are formed by overvoltage protectors, which are electrically connected on one side with the circuit breakers through a connection head, and on the other side are grounded. A voltage and current measuring device is preferably connected to the head with the main contact.

Zaletą urządzenia według wynalazku jest prosta konstrukcja pozwalająca na zredukowanie powierzchni terenu zajmowanej przez trzy równoległe tory prądowe dla prądu trójfazowego w rozdzielni wysokiego napięcia, poprzez ich zintegrowanie za pomocą jednego odłącznika. Rozwiązanie takie pozwala również na wyeliminowanie dużej ilości pośrednich połączeń występujących pomiędzy poszczególnymi urządzeniami elektrycznymi wchodzącymi w skład rozdzielni.The advantage of the device according to the invention is a simple structure that allows to reduce the area of land occupied by three parallel current lines for three-phase current in a high voltage switchgear, by integrating them with one disconnector. This solution also allows the elimination of a large number of indirect connections between individual electrical devices included in the switchgear.

Urządzenie według wynalazku jest przedstawione schematycznie w przykładzie wykonania na rysunku w ujęciu aksonometrycznym, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie wyposażone w wyłączniki zainstalowane na poprzecznych ramionach odłącznika, fig. 2 - urządzenie z wyłącznikami zainstalowanymi ponad poprzecznymi ramionami i pionowymi kolumnami odłącznika, a fig. 3 - urządzenie z wyłącznikami stanowiącymi część pionowych kolumn odłącznika.The device according to the invention is shown diagrammatically in the embodiment in the drawing from the axonometric view, in which fig. 1 shows a device equipped with switches installed on the transverse arms of the disconnector, fig. 2 - device with switches installed above the transverse arms and vertical columns of the disconnector, 3 - device with circuit breakers constituting part of disconnector vertical columns.

Zespolone urządzenie napowietrznej rozdzielni wysokiego napięcia zawiera jeden trójfazowy odłącznik A, który zespolony jest z trzema wyłącznikami B oraz korzystnie z trzema ochronnikami przepięciowymi C i urządzeniem do pomiaru napięcia i prądu D.The combined device of the high voltage overhead switchgear comprises one three-phase disconnector A, which is combined with three circuit breakers B and preferably with three surge arresters C and a voltage and current measuring device D.

Trójfazowy odłącznik A przedstawiony na fig. 1, zawiera podstawę 1, w której umieszczona jest obrotowo kolumna 2 połączona nierozłącznie z trzema symetrycznie rozmieszczonymi względem siebie ramionami poprzecznymi 3. Wolne końce ramion 3 zaopatrzone są w styki główne 4. Do podstawy 1 przytwierdzone są trzy nieruchome pionowe kolumny 5. Do górnych końców pionowych kolumn 5 przyłączona jest głowica 6, wyposażona w styk główny 7. Styki główne 4 oraz 7 tworzą zestyk toru prądowego dla każdej fazy trójfazowego odłącznika A. W każde ramię poprzeczne 3 odłącznika A wbudowany jest poziomo wyłącznik B stanowiący integralną część ramienia 3. Jeden koniec wyłącznika B połączony jest elektrycznie ze stykiem głównym 4. Drugi koniec wyłącznika B połączony jest kablem odprowadzającym 8 ze zbiorczym wyprowadzeniem kabli wysokonapięciowych 9, utworzonym z poszczególnych kabli 8, które usytuowane jest się wewnątrz obrotowej kolumny 2. Doprowadzenie prądu wysokiego napięcia zarówno do odłącznika A jak i wyłączników B realizowane jest za pomocą wysokonapięciowego przewodu doprowadzającego 10, przyłączonego do głowicy 6. Z głowicą 6 połączone jest urządzenie do pomiaru napięcia i prądu D a także ochronnik przepięciowy C, który stanowi pionową kolumnę 5 odłącznika A i co nie jest uwidocznione na rysunku jest uziemiony.The three-phase disconnector A shown in Fig. 1 has a base 1 in which a column 2 is rotatably placed, connected inseparably with three symmetrically spaced transverse arms 3. The free ends of the arms 3 are provided with main contacts 4. Three stationary contacts are attached to the base 1. vertical columns 5. The head 6, equipped with the main contact 7 is connected to the upper ends of the vertical columns 5. The main contacts 4 and 7 form the current path contact for each phase of the three-phase disconnector A. Each cross-arm 3 of disconnector A has a horizontal switch B, which is an integral part of the arm 3. One end of the switch B is electrically connected to the main contact 4. The other end of the switch B is connected by a discharge cable 8 to the collective terminal of high-voltage cables 9, made of individual cables 8, which is located inside the rotary column 2. Current supply high voltage both to disconnector A and of circuit breakers B is realized by means of a high-voltage lead 10 connected to the head 6. The head 6 is connected to a device for measuring voltage and current D and a surge arrester C, which is a vertical column 5 of disconnector A and is earthed, which is not shown in the figure. .

W drugiej odmianie wykonania wynalazku przedstawionej na fig. 2 każdy z trzech wyłączników B usytuowany jest współosiowo z każdą pionową kolumną 5 stanowiącą ochronnik przepięciowy C i umieszczony jest na przedłużeniu tych kolumn powyżej odłącznika A, przy czym dolny koniec każdego wyłącznika B połączony jest z głowicą 6, przyłączoną do ochronnika C. Urządzenie do pomiaru napięcia i prądu D wmontowane jest pomiędzy głowicę 6 a dolny koniec wyłącznika B. Górny koniec każdego z wyłączników B połączony jest z głowicą przyłączeniową 11, do której przyłączony jest wysokonapięciowy przewód doprowadzający 10.In the second embodiment of the invention shown in Fig. 2, each of the three circuit breakers B is coaxial with each vertical column 5 constituting the surge arrester C and placed on the extension of these columns above disconnector A, with the lower end of each circuit breaker B connected to the head 6 connected to the arrester C. The voltage and current measuring device D is mounted between the head 6 and the lower end of the circuit-breaker B. The upper end of each circuit-breaker B is connected to the connection head 11 to which the high-voltage lead 10 is connected.

W trzeciej odmianie wykonania wynalazku przedstawionej na fig. 3 każdy z trzech wyłączników B usytuowany jest współosiowo z każdą pionową kolumną 5 stanowiącą ochronnik przepięciowy C i jest jej przedłużeniem. Do górnego końca każdego wyłącznika B zamontowana jest głowica 6 wyposażona w styk główny 7, która połączona jest z urządzeniem do pomiaru napięcia i prądu D. Dolny koniec każdego wyłącznika B połączony jest z głowicą przyłączeniową 11, do której przyłączony jest wysokonapięciowy przewód doprowadzającyIn the third embodiment of the invention shown in Fig. 3, each of the three circuit-breakers B is located coaxially with each vertical column 5 constituting the surge arrester C and is an extension thereof. Mounted to the upper end of each switch B is a head 6 equipped with a main contact 7, which is connected to a voltage and current measuring device D. The lower end of each switch B is connected to a connection head 11 to which a high-voltage lead is connected.

10. Głowica przyłączeniowa 11 połączona jest z jednym końcem ochronnnika przepięciowego C, stanowiącego dolną część pionowej kolumny 5 odłącznika A. Do głowicy 6 ze stykiem głównym 7 przyłączone jest urządzenie do pomiaru napięcia i prądu D.10. The connection head 11 is connected to one end of the surge arrester C, which is the lower part of the vertical column 5 of disconnector A. A device for measuring voltage and current D is connected to the head 6 with the main contact 7.

Działanie urządzenia według wynalazku jest następujące. W stanie pracy urządzenia ustawienie obrotowej kolumny 2 jest takie, aby zapewniony był bezpośredni kontakt stykówThe operation of the device according to the invention is as follows. In the operating state of the device, the positioning of the rotary column 2 is such that direct contact of the contacts is ensured

188 307 głównych 4 ramion 3 odłącznika A i styków głównych 7 głowic 6. Jednocześnie wyłączniki B znajdują się w stanie zamkniętym. Tor prądowy dla każdej z faz jest wówczas ciągły i możliwy jest przepływ prądu pomiędzy przewodami doprowadzającymi 10 i kablami odprowadzającymi 8, których zbiorcze wyprowadzenie 9 usytuowane jest wewnątrz obrotowej kolumny188 307 main 4 arms 3 of disconnector A and main contacts 7 of heads 6. At the same time, the switches B are in the closed state. The current path for each of the phases is then continuous and it is possible for a current to flow between the supply lines 10 and the discharge cables 8, the collective outlet 9 of which is located inside the rotating column

2. Wartość prądu i napięcia w torze prądowym mierzona jest niezależnie dla toru prądowego każdej z faz przy pomocy urządzeń do pomiaru napięcia i prądu D, którym jest korzystnie przekładnik napięciowo-prądowy. Ochronniki przepięciowe C, których jedne końce połączone są elektrycznie z torami prądowymi poszczególnych faz, zaś drugie końce połączone są z potencjałem ziemi, zapewniają ochronę przed przepięciami w torach prądowych poszczególnych faz.2. The current and voltage value of the current path is measured independently for the current path of each phase by means of voltage and current measuring devices D, which is preferably a voltage / current transformer. C-surge arresters, one end of which are electrically connected to the current paths of individual phases, and the other ends of which are connected to the earth potential, provide protection against overvoltages in the current paths of individual phases.

W celu przerwania przepływu prądu w torach prądowych urządzenia w pierwszej kolejności rozłączane są wyłączniki B. Jest to dokonywane za pomocą wspólnego napędu nie uwidocznionego na rysunku. Następnie obrotowa kolumna 2 wraz z ramionami 3 obracana jest o kąt 60 stopni za pomocą napędu nie uwidocznionego na rysunku. Następuje wówczas rozwarcie styków głównych 4 i 7 i powstanie widocznej przerwy powietrznej w torze prądowym każdej z faz.In order to interrupt the current flow in the device's current paths, the B circuit-breakers are first disconnected. This is done by means of a common drive not shown in the figure. Then the rotating column 2 together with the arms 3 is rotated through an angle of 60 degrees by means of a drive not shown in the drawing. The main contacts 4 and 7 are then opened and a visible air gap is created in the current path of each phase.

FIG. 2FIG. 2

188 307188 307

FIG. 3FIG. 3

FIG. 1FIG. 1

D 3 8 4 7D 3 8 4 7

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1.Single device of high voltage overhead switching station, equipped with electrical devices, at least one of which is a disconnector and at least one is a circuit breaker, characterized by the fact that it is made of a three-phase disconnector (A) combined with three circuit breakers (B), where the three-phase disconnector (A) consists of three transverse arms (3) equipped with main contacts (4), which arms (3) are inseparably connected with the column (2) rotatably mounted in the fixed base (1), to which in turn are attached there are three statically vertical columns (5) to which are connected heads (6) equipped with main contacts (7), and each circuit breaker (B) is placed on a separate cross arm (3) of the disconnector (A).

The combined device according to claim A device according to claim 1, characterized in that the vertical columns (5) are surge arresters (C), which are electrically connected on one side with the heads (6) and on the other side are grounded.

3. The combined device according to claim Characterized in that it comprises a voltage and current measuring device (D) preferably connected to the head (6).

4.Single device of high voltage overhead switching station equipped with electrical devices, at least one of which is a disconnector and at least one is a circuit breaker, characterized by the fact that it is made of a three-phase disconnector (A) combined with three circuit-breakers (B), where the three-phase disconnector (A) consists of three transverse arms (3) equipped with main contacts (4), which arms (3) are inseparably connected with the column (2) rotatably mounted in the fixed base (1), to which in turn are attached three statically vertical columns (5) to which the heads (6) are connected, equipped with main contacts (7), and each switch (B) is located on the extension of the vertical column (5) of the disconnector (A) above the head (6) and it is electrically connected to the lead (10) via a connection head (11) which is located on the top of the switch (B).

The combined device according to claim 1. 4. characterized in that the vertical columns (5) are surge arresters (C), which are electrically connected on one side to the heads (6) and on the other side are grounded.

6. The combined device according to claim 1. 4. characterized in that it comprises a voltage and current measuring device (D) preferably connected to the head (6).

7.Single device of high voltage overhead switching station equipped with electrical devices, at least one of which is a disconnector and at least one is a circuit breaker, characterized by the fact that it is made of a three-phase disconnector (A) combined with three circuit-breakers (B), where the three-phase disconnector (A) consists of three transverse arms (3) equipped with main contacts (4), which arms (3) are inseparably connected with the column (2) rotatably mounted in the fixed base (1), to which in turn are attached three statically vertical columns (5) to which connection heads (11) with lead wires (10) are connected, and each circuit breaker (B) is the top part of the disconnector (A) column (5) and is connected on one side to the head (6) equipped with a main contact (7) and on the other side with a connection head (11).

8. The combined device according to claim 1. 7. A method according to claim 7, characterized in that the lower parts of the column (5) are formed by surge arresters (C), which are electrically connected on one side to the circuit breakers (B) via a connection head (11), and on the other side are earthed.

The combined device according to claim 1. Characterized in that it comprises a voltage and current measuring device (D) preferably connected to the head (6).

* * *

188 307