PL206678B1 - Stacja transformatorowa - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206678 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 381835 ^{(51) Int.Cl.}

H02B 7/08 (2006.01) H02B 1/56 (2006.01) H02B 13/025 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 23.02.2007 (54)

Stacja transformatorowa

	(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	NT POLSKA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Lubin, PL
01.09.2008 BUP 18/08	(72) Twórca(y) wynalazku:
	JAROSŁAW NAPIERAŁA, Osiek, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
30.09.2010 WUP 09/10	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Jadwiga Tomicka-Widuch

PL 206 678 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stacja transformatorowa, zwłaszcza ruchoma, przeznaczona do zasilania urządzeń elektrycznych w zanieczyszczonym i uciążliwym środowisku eksploatacji.

Znana jest stacja transformatorowa z opisu patentowego nr US-A-2394060, posiadająca obudowę podzieloną na komory, w których rozmieszczone są urządzenia elektryczne. W wewnętrznej części obudowy, pomiędzy ścianami komór urządzeń elektrycznych, utworzona jest komora wentylacyjna, do której podczas eksploatacji wtłaczane jest chłodne powietrze za pomocą wentylatora. Strugi powietrza są kierowane do poszczególnych komór z urządzeniami elektrycznymi, a następnie powietrze to opuszcza wylotem obudowę stacji transformatorowej. Znana jest również stacja transformatorowa, z półotwartym systemem wentylacji, opisana w dokumencie patentowym nr FR-A-2866162, w której obudowa jest dwuczęściowa. W dolnej części komory transformatora znajduje się obudowa, która stanowi zbiornik z pionowymi przegrodami, wypełniony płynem, który zapewnia izolację elektryczną oraz chłodzenie dolnej części transformatora. Górną część stanowi pokrywa sięgająca w przybliżeniu do połowy wysokości obudowy. Obok komory transformatora usytuowana jest w oddzielnej obudowie komora aparatury spełniającej funkcję sterowniczo-sygnalizacyjną, połączona z komorą transformatora przepustem elektrycznym. Pomiędzy obudowami komory transformatora i komory aparatury sygnalizacyjno-sterowniczej utworzona jest szczelina wentylacyjna. Powietrze przepływa poprzez otwory w górnej części obudowy do komory transformatora i wylatuje poprzez obwodową szczelinę między górną i dolną częścią obudowy. Z kolei, w opisie patentowym EP-A-1326313 stacja transformatorowa podzielona jest na komory usytuowane w metalowych obudowach, w których rozmieszczone są urządzenia elektryczne, m. in. transformator mocy, zespół izolatorów przepustowych, rozłącznik średniego napięcia, wentylator oraz aparatura sterowniczo-sygnalizacyjna niskiego napięcia, połączone ze sobą wspólną ramą nośną oraz przepustami elektrycznymi, przy czym komora aparatury sterowniczo-sygnalizacyjna niskiego napięcia ma oddzielną obudowę, a jej ściana usytuowana jest obok obudowy transformatora w pewnej odległości, tworząc szczelinę wentylacyjną, i wyposażona jest w osłonę izolacyjną, odbijającą promieniowanie elektromagnetyczne, z warstwą tworzywa termoizolacyjnego. Komora transformatora jest chłodzona zimnym powietrzem, na zasadzie naturalnej konwekcji, przepływającym przez szczelinę wentylacyjną i uchodzącym przez górny otwór komory transformatora.

Zasilanie urządzeń energią elektryczną, szczególnie w górnictwie, wymaga częstego przemieszczania stacji transformatorowej w miarę postępu prac. Ponadto, szczególnie w warunkach podziemnej eksploatacji złóż mineralnych, wymagane jest staranne zabezpieczenie stacji transformatorowej przed zapyloną i wilgotną atmosferą. Dlatego też scharakteryzowane stacje transformatorowe nie mogą być wykorzystane ze względu na stosowany system wentylacji poprzez przepływ powietrza z otoczenia do wnę trza stacji transformatorowej. Nieskuteczne jest takż e zainstalowanie filtrów powietrza po stronie zasysającej oraz szczelin po stronie wylotowej.

W warunkach eksploatacyjnych kopalń , filtry powietrza ulegają szybkiemu zatykaniu i przestaj ą pełnić funkcję filtrującą. Powoduje to zakłócenia w wymuszonym obiegu powietrza a w konsekwencji przegrzanie urządzeń elektrycznych wewnątrz stacji transformatorowej oraz podwyższenie temperatury, co może doprowadzić do uszkodzenia a nawet zniszczenia urządzeń elektrycznych, zagraża również bezpieczeństwu pracowników.

Celem wynalazku jest rozwiązanie zagadnienia bezpiecznego i długotrwałego użytkowania stacji transformatorowej, poprzez zapewnienie pełnej szczelności komór stacji transformatorowej - przy jednoczesnym spełnieniu warunku ograniczającego, jakim jest zachowanie odpowiednich gabarytów stacji transformatorowej. W szczególności, szczelne zamknięcie obudowy, w której znajdują się komory urządzeń elektrycznych, m. in. transformator mocy, zespół izolatorów przepustowych, rozłącznik średniego napięcia oraz wentylator, wymaga rozwiązania zagadnienia bezpiecznego użytkowania, w przypadku powstania zwarcia łukowego i wzrostu ciśnienia gazów w komorze zespołu izolatorów przepustowych lub w komorze odłącznika średniego napięcia; wymaga również utrzymania dopuszczalnych temperatur wewnątrz tej obudowy.

Stacja transformatorowa według wynalazku, podzielona jest na komory usytuowane w metalowych obudowach, w których rozmieszczone są urządzenia elektryczne, m. in. transformator mocy, zespół izolatorów przepustowych, rozłącznik średniego napięcia, wentylator oraz aparatura sterowniczo -sygnalizacyjna niskiego napięcia, połączone ze sobą wspólną ramą nośną oraz przepustami elektrycznymi. Ściana obudowy komory aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej niskiego napięcia usytuowana jest obok ściany obudowy transformatora w pewnej odległości, tworząc szczelinę wentylacyjPL 206 678 B1 ną, i wyposażona jest w osłonę izolacyjną, odbijającą promieniowanie elektromagnetyczne, z warstwą tworzywa termoizolacyjnego. Wynalazek charakteryzuje się tym, że we wspólnej obudowie komór: izolatorów przepustowych, rozłącznika średniego napięcia, wentylatora i transformatora mocy, w ścianie pomiędzy komorą izolatorów przepustowych oraz komorą rozłącznika średniego napięcia, wykonane są otwory rozprężeniowe gazów, natomiast w ścianie oddzielającej komorę rozłącznika średniego napięcia od komory wentylatora zamocowana jest rozłącznie w otworze przepona bezpieczeństwa. Przepona bezpieczeństwa wyposażona jest w obwodową uszczelkę na jej obrzeżach. Rozwiązanie według wynalazku zabezpiecza przed niekontrolowanym wzrostem ciśnienia w komorze izolatorów przepustowych poprzez umożliwienie rozprężenia tych gazów do pozostałych komór. Przepona bezpieczeństwa stanowi również zaporę dla gorącego powietrza, ograniczając cyrkulację tego powietrza z komory izolatorów przepustowych i komory rozłącznika średniego napięcia do komory wentylatora i komory transformatora mocy.

Ze względu na wydzielanie ciepła przez transformator mocy, niezbędne jest jego chłodzenie i obniżanie temperatury w obudowie komór urządzeń elektrycznych średniego napięcia poprzez wymuszenie obiegu powietrza przez zainstalowany wentylator oraz wyrównywanie temperatur w tych komorach. Dla zapewnienia obiegu powietrza, w ścianie oddzielającej komorę wentylatora od komory transformatora mocy, poniżej przegrody poziomej transformatora mocy, znajduje się otwór wylotowy powietrza, a powyżej tej przegrody poziomej usytuowany jest otwór wlotowy powietrza powrotnego do komory wentylatora, przy czym komora wentylatora połączona jest z komorą rozłącznika średniego napięcia poprzez otwór z przeponą bezpieczeństwa oraz z komorą izolatorów przepustowych poprzez otwory rozprężeniowe gazów.

Dodatkowo, pokrywy komory transformatora mocy zaopatrzone są w radiatory chłodzące.

Szczelina wentylacyjna ograniczona jest osłonami bocznymi, zamocowanymi do ścian bocznych obudów, co wzmacnia konstrukcję połączenia komór oraz tworzy sprzyjające warunki tzw. ciągu kominowego, tj. przepływu powietrza z dołu do góry.

Zarówno obudowa komór: aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej i komory przyłączeniowej odpływów niskiego napięcia, oraz obudowa pozostałych komór tj. komory izolatorów przepustowych, komory rozłącznika średniego napięcia, komory wentylatora i komory transformatora mocy, posiadają hermetyczne zamknięcia w postaci drzwi lub pokryw z uszczelkami. Zapewnia to pełną szczelność stacji transformatorowej i determinuje jej sprawne funkcjonowanie w niekorzystnych warunkach, jakie występują w kopalniach podziemnych podczas prac górniczych.

Rozwiązanie według wynalazku rozwiązuje problem zapewnienia trwałości stacji transformatorowej i wysoki stopień bezpieczeństwa podczas jej eksploatacji. Wyposażenie komory z aparaturą sterowniczo-sygnalizacyjną w oddzielną obudowę ze szczeliną wentylacyjną umożliwia wystarczające zabezpieczenie aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej przed przegrzaniem oraz podwyższenie tolerancji termicznej dla pozostałych komór z urządzeniami elektrycznymi, co stwarza warunki do szczelnego zamknięcia drzwi i pokryw obudów komór, z jednoczesnym zastosowaniem wentylacji z zamkniętym obiegiem powietrza w komorach: transformatora mocy i wentylatora. Nadto, zachowano odpowiednie gabaryty stacji, co warunkuje jej wykorzystanie w górnictwie podziemnym.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia stację transformatorową w widoku z przodu, fig. 2 - widok stacji z góry, fig. 3 - widok stacji z boku z częściowo odsłoniętymi komorami, fig. 4 przedstawia stację transformatorową w widoku z tyłu z częściowo odsłoniętymi komorami, fig. 5 - widok z góry na dolną ś ciankę komory rozłącznika średniego napięcia.

P r z y k ł a d I

Stacja transformatorowa składa się z sześciu komór, rozmieszczonych w dwóch oddzielnych obudowach I i II. Od strony czołowej stacji transformatorowej w obudowie I znajduje się komora A, w której usytuowana jest aparatura sterowniczo-sygnalizacyjna 1 niskiego napięcia z wyłącznikiem mocy. Na komorze A posadowiona jest również komora przyłączeniowa B odpływów niskiego napięcia. Równolegle do obudowy I usytuowana jest obudowa II, w odległości około 1/7 szerokości stacji transformatorowej. Pomiędzy ścianami bocznymi wzdłużnymi obudowy I i obudowy II utworzona jest szczelina wentylacyjna C. Ściana obudowy I komory aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej 1 niskiego napięcia od strony szczeliny wentylacyjnej C wyposażona jest w osłonę izolacyjną 2, składającą się z dwóch warstw: blachy stalowej 2.1 o właściwościach odbijających promieniowanie elektromagnetyczne, zwłaszcza podczerwone, oraz warstwy tworzywa termoizolacyjnego 2.2. Szczelina wentylacyjna C zamknięta jest osłonami bocznymi 3, zamocowanymi do ścian bocznych obudowy I i II. Pomię4

PL 206 678 B1 dzy sąsiadującymi ze sobą ścianami bocznymi obudowy I i obudowy II w obrębie szczeliny wentylacyjnej C zamocowane są rurowe przepusty elektryczne 4, prostopadle do tych ścian bocznych. Obudowy I i II połączone ze sobą wspólną ramą nośną 5 oraz przepustami elektrycznymi. Obudowa II zawiera cztery komory: D, E, F, G do rozmieszczenia urządzeń elektrycznych. Nad komorą E położona jest komora F rozłącznika 8 średniego napięcia. W dolnej ściance komory F wykonany jest otwór zaślepiony przeponą bezpieczeństwa 8.1 z obwodową uszczelką na obrzeżu. Nad komorą posadowiona jest komora G izolatorów przepustowych 9. W górnej ścianie 8.2 komory F a jednocześnie dolnej ścianie komory G wykonane są otwory rozprężeniowe 8.3 gazów powstających w przypadku wystąpienia zwarcia łukowego. Komora A, w której umieszczona jest aparatura sterowniczo-sygnalizacyjna 1 niskiego napięcia z wyłącznikiem mocy zaopatrzona jest w drzwi z uszczelkami, a pozostałe komory wyposażone są w pokrywy z uszczelkami. Rama nośna 5 posadowiona jest na płozach 5.1.

P r z y k ł a d II

Stacja transformatorowa ma budowę jak przedstawiono w przykładzie I, przy czym ściany obudowy I i II, usytuowane są obok siebie w odległości około 1/9 szerokości stacji transformatorowej. W komorze D znajduje się transformator mocy 6; na około 1/2 jego wysokości umieszczona jest przegroda 6.1 rozdzielająca strumienie powietrza wlotowego i powietrza powrotnego. Obok komory D znajduje się oddzielona ścianą 6.2 komora E wentylatora 7, który wdmuchuje powietrze przez otwór 6.3 do komory D transformatora mocy 6. W ścianie 6.2 powyżej przegrody oddzielającej 6.1 wykonany jest otwór 6.4 powietrza powrotnego. Komora E wentylatora 7 połączona jest z komorą F rozłącznika 8 średniego napięcia poprzez otwór z przeponą bezpieczeństwa 8.1 oraz z komorą G izolatorów przepustowych 9 poprzez otwory rozprężeniowe 8.3 gazów.

Osłony komory transformatora mocy zaopatrzone są w radiatory chłodzące 10.

Podczas eksploatacji stacji transformatorowej obudowy komór są szczelnie zamknięte przed penetracją zanieczyszczonego powietrza. Ze względu na wydzielanie ciepła przez transformator mocy 6 włączony jest wentylator 7, który wtłacza powietrze do dolnej części komory transformatora mocy D i ochładza uzwojenia transformatora mocy 6. Następnie poprzez szczeliny chłodzące pomiędzy uzwojeniami transformatora mocy 6 powietrze przepływa do górnej części komory ponad przegrodą rozdzielającą 6.1 i poprzez otwór wlotowy 6.4 jest zawracane do komory E wentylatora 7. W wyniku nagrzewania się ściany komory transformatora mocy 6 następuje ogrzewanie przestrzeni powietrznej w szczelinie wentylacyjnej C, z której następuje konwekcja ciepła z powietrzem przepływającym z dołu do góry. Ponadto, emitowane promieniowanie podczerwone jest odbijane od warstwy osłony izolacyjnej 2, skutecznie izolując od przenikania ciepła ścianę komory A z aparaturą sterowniczo-sygnalizacyjną niskiego napięcia 1.

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Stacja transformatorowa podzielona na komory usytuowane w metalowych obudowach, w których rozmieszczone są urządzenia elektryczne, m. in. transformator mocy, zespół izolatorów przepustowych, rozłącznik średniego napięcia, wentylator oraz aparatura sterowniczo-sygnalizacyjna niskiego napięcia, połączone ze sobą wspólną ramą nośną oraz przepustami elektrycznymi, przy czym ściana obudowy komory aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej niskiego napięcia usytuowana jest obok ściany obudowy transformatora w pewnej odległości, tworząc szczelinę wentylacyjną, i wyposażona jest w osłonę izolacyjną, odbijającą promieniowanie elektromagnetyczne, z warstwą tworzywa termoizolacyjnego, znamienna tym, że we wspólnej obudowie (II) komór (G, F, E, D): izolatorów przepustowych (9), rozłącznika (8) średniego napięcia, wentylatora (7) i transformatora mocy (6), w ścianie pomiędzy komorą (G) izolatorów przepustowych (9) oraz komorą (F) rozłącznika (8) średniego napięcia, wykonane są otwory rozprężeniowe (8.3) gazów, natomiast w ścianie oddzielającej komorę (F) rozłącznika (8) średniego napięcia od komory (E) wentylatora (7) zamocowana jest rozłącznie w otworze przepona bezpieczeństwa (8.1).

2. Stacja transformatorowa według zastrz. 1, znamienna tym, że przepona bezpieczeństwa (8.1) wyposażona jest w obwodową uszczelkę na jej obrzeżach.

3. Stacja transformatorowa według zastrz. 1, znamienna tym, że obudowa (I) komór (A, B), tj. komory aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej (1) i komory przyłączeniowej odpływów niskiego napięcia, oraz obudowa (II) pozostałych komór (G, F, E, D), tj. komory izolatorów przepustowych (9), komoPL 206 678 B1 ry rozłącznika (8) średniego napięcia, komory wentylatora (7) i komory transformatora mocy (6), posiadają hermetyczne zamknięcia w postaci drzwi lub pokryw z uszczelkami.

4. Stacja transformatorowa podzielona na komory usytuowane w metalowych obudowach, w których rozmieszczone są urządzenia elektryczne, m. in. transformator mocy, zespół izolatorów przepustowych, rozłącznik średniego napięcia, wentylator oraz aparatura sterowniczo-sygnalizacyjna niskiego napięcia, połączone ze sobą wspólną ramą nośną oraz przepustami elektrycznymi, przy czym ściana obudowy komory aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej niskiego napięcia usytuowana jest obok ściany obudowy transformatora w pewnej odległości, tworząc szczelinę wentylacyjną i wyposażona jest w osłonę izolacyjną odbijającą promieniowanie elektromagnetyczne, z warstwą tworzywa termoizolacyjnego, znamienna tym, że w ścianie (6.2) oddzielającej komorę (E) wentylatora (7) od komory (D) transformatora mocy (6), poniżej przegrody poziomej (6.1) transformatora mocy (6), znajduje się otwór wylotowy (6.3) powietrza, a powyżej tej przegrody poziomej (6.1) usytuowany jest otwór wlotowy (6.4) powietrza powrotnego do komory (E) wentylatora (7), przy czym komora (E) wentylatora (7) połączona jest z komorą (F) rozłącznika (8) średniego napięcia poprzez otwór z przeponą bezpieczeństwa (8.1) oraz z komorą (G) izolatorów przepustowych (9) poprzez otwory rozprężeniowe (8.3) gazów.

5. Stacja transformatorowa według zastrz. 4, znamienna tym, że obudowa (I) komór (A, B), tj. komory aparatury sterowniczo-sygnalizacyjnej (1) i komory przyłączeniowej odpływów niskiego napięcia, oraz obudowa (II) pozostałych komór (g, F, E, D), tj. komory izolatorów przepustowych (9), komory rozłącznika (8) średniego napięcia, komory wentylatora (7) i komory transformatora mocy (6), posiadają hermetyczne zamknięcia w postaci drzwi lub pokryw z uszczelkami.