PT1251614E

PT1251614E - Módulo auto-sustentado para um sistema de comando de potência.

Info

Publication number: PT1251614E
Application number: PT02008825T
Authority: PT
Inventors: Michael Kurrat; Klaus Achten; Peter Buenten; Frank Falkenberg; Claudia Gossen
Original assignee: Ormazabal Anlagentechnik Gmbh
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2007-09-11
Also published as: EP1251614B2; ATE364920T1; DE10217921A1; ES2286174T3; EP1251614B1; DE10217921B4; ES2286174T5; DE50210298D1; EP1251614A3; EP1251614A2

Description

Descrição "Módulo auto-sustentado para um sistema de comando de potência" A presente invenção refere-se a um módulo auto-sustentado para um sistema de comando de potência de um comutador de potência isolado a gás, em especial numa versão tripolar.

Na patente DE 4 035 472 C2 é descrito um dispositivo de comutação o qual se encontra previsto para a montagem numa subestação isolada a gás. O dispositivo de comutação encontra-se fixado com os seus componentes numa armação, a qual por sua vez se encontra proporcionada sobre uma placa base. A placa base é aparafusada ao invólucro através de parafusos proporcionados no lado frontal do tanque de gás. A montagem deste dispositivo de comutação é muito complicada, dado que, em especial, os últimos passos de montagem têm que ter lugar dentro do tanque de gás, da parte de trás, sendo neste caso os elementos de aparafusamento de acesso difícil. A invenção tem como objectivo proporcionar um conjunto para um sistema de comando de potência que se pode montar de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, sendo que pela montagem prévia e ensaio, que poupa tempo, de no essencial todos os componentes da subestação, antes de completar o sistema de comando de potência, não é só reduzido o esforço de montagem mas também com a descida simultânea dos custos de produção são também obtidos períodos de produção e fornecimento relativamente curtos.

De acordo com a invenção, este objectivo é alcançado através das características da reivindicação principal. As formas de realização adicionais encontram-se descritas nas reivindicações secundárias. 0 objectivo da invenção é o de proporcionar um módulo auto-sustentado numa parede de montagem, o qual compreende os componentes essenciais para o sistema de comando, que a parede de montagem seja munida com os meios guia que correspondem aos elementos guia proporcionados no tanque de gás e que o bordo periférico da parede de montagem ligue encaixado com precisão nas paredes laterais direccionadas para o lado aberto do tanque de gás. 0 módulo forma, visto isto, uma unidade encaixável a qual em tanques de gás (compartimentos) preparados de modo correspondente é empurrado pelos sistemas de comando de potência, sendo ali posicionado com precisão, podendo de seguida sem manipulações adicionais ser soldado nas paredes frontais ou laterais dos compartimentos. Trata-se então de uma unidade de montagem funcional que se pode ensaiar mecanicamente e electricamente antes da aplicação no tanque de gás. Podem deste modo ser produzidos continuamente tais módulos, serem montados nos sistemas de comando de potência, sendo os sistemas de comando completos. De seguida, estes sistemas de comando são introduzidos num posto de soldagem central onde todos os trabalhos de soldagem necessários são executados numa passagem. 0 seccionador (como seccionador de três posições) encontra-se proporcionado neste caso sobre uma placa de montagem, de preferência sobre uma consola. 0 seccionador de três posições encontra-se neste caso munido e ajustado com os seus contactos opostos e contactos de terra para evitar trabalhos de ajuste adicionais após a colocação no tanque de gás. Só as ligações de corrente (barras de corrente) têm que ser ainda montadas no tanque de gás.

Os contactos de corte encontram-se em ligação galvânica através de um ângulo de ligação, com o respectivo portador de ligação de corrente de modo que para o contacto de corte não é necessário qualquer elemento de apoio adicional. Tendo em consideração o andamento da corrente transportada no ângulo de ligação, em ligação com a posição LIGADO da lâmina de comutação, na qual os contactos de corte se encontram sobre um eixo comum que corre verticalmente com os contactos de corte θ deste modo obtida a compensação das forças electromagnéticas da condução de corrente.

Numa forma de realização adicional da invenção, o seccionador de três posições encontra-se proporcionado sobre uma consola auto-sustentada e fixado através desta na parede de montagem. Ele encontra-se em ligação de trabalho com a caixa de transmissão intermédia que se encontra ligada ao comando do comutador do seccionador através de um dispositivo de acoplamento vedante ao gás na parede de montagem.

Para gue neste sistema do seccionador se obtenha simultaneamente através da consola auto-sustentada um reforço da parede de montagem, a consola encontra-se realizada como perfil de duas pernas, encontrando-se a parede de montagem na zona do seccionador flectida para acolher a consola em ângulo recto na direcção do tangue de gás sob formação de um troço de parede gue corre horizontalmente. Neste caso, tanto no troço da parede que corre horizontalmente como também na parede de montagem que corre verticalmente, encontram-se fixadas as pernas da consola realizadas como perfil de dois lados.

Um reforço adicional da parede de montagem, que devido a guarnição com todos os componentes da subestação essencialmente posicionados um para o outro apresenta um elevado peso, é alcançado por na zona do comutador de potência realizado como comutador de vácuo e do seccionador, a parede de montagem que corre de preferência vertical se encontrar reforçada através de uma segunda parede que pelo menos na zona do dispositivo de acoplamento vedante ao gás, atribuido ao seccionador e do comando de interruptor correspondente apresenta uma sinuosidade fcrmada por dobragem, que corre na direcção do tanque de gás.

Para que a aplicação no tanque de gás da parede de montagem munida com os componentes da subestação seja simplificada, a parede de montagem apresenta um dispositivo guia (elementos de posicionamento). Estes possibilitam uma condução lateral da parede de montagem através de fendas guia em chapas guia laterais que se encontram aplicadas no tanque de gás. 0 dispositivo guia pode estar realizado também como dispositivo de fixação, de preferência como parafuso com porca.

Uma condução em altura da parede de montagem pode deste modo ser obtida por em dois ferros de soldagem proporcionadas lateralmente se encontrarem fendas, nas quais, ao aplicar a parede de montagem no tanque de gás, engrenam cavilhas ali proporcionadas. Deste modo, encontram-se criadas as condições de a parede de montagem ser empurrada para uma posição exacta e na posição de introdução poder ser soldada as paredes laterais vedantes ao gás. 0 processo de soldagem tem lugar juntamente com a soldagem da parede traseira após terem sido completadas todas as ligações eléctricas e mecânicas do lado traseiro até ao tanque de gás aberto.

No sistema de comando de potência assim descrito, o campo magnético parasita produzido pelas barras de corrente atribuídas ao acesso do sistema de comando de potência, deixa-se vantajosamente diminuir, prevendo-se nos compartimentos de comutação por vácuo as ligações para as barras de corrente atribuídas ao acesso do sistema de comando de potência nos respectivos portadores de ligação de corrente atribuídos ao acesso do comando de potência átilta do compartimento de comutação em vácuo. Isto leva a que a capacidade de comutação dos compartimentos de comutação e vácuo não seja mais influenciada negativamente com o seu campo magnético axial, de modo que podem ser aplicados compartimentos de comutação em vácuo que poupam espaço e são económicos. 0 tubo de comutação em vácuo utilizado apresenta um campo magnético para que também na zona de correntes de curto-circuito a faísca de vapor de metal permaneça difusa. A carga térmica dos contactos permanece neste caso pequena e a queima do contacto é muito pequena. Neste caso, os componentes magnéticos do campo transversal entre os contactos não devem ultrapassar certos valores. Isto é alcançado por a barra de corrente para as barras colectoras se encontrarem guiadas na extremidade superior do portador da barra de corrente, compensando parcialmente o campo transversal magnético entre os contactos do compartimento de comutação.

No módulo realizado de acordo com a invenção faz parte ainda um dispositivo de bloqueio que serve como dispositivo de segurança o qual se encontra proporcionado no lado frontal da parede de montagem entre o comutador de potência e o seccionador. Dado que, de acordo com a invenção, o comutador de potência e o seccionador antes da aplicação da parede de montagem no tanque de gás formam uma unidade de montagem que se pode ensaiar, o dispositivo de bloqueio pode também ser previamente montado e ensaiado em conjunto. Por fim, pode também ser prevista na parede de montagem um acoplamento para uma válvula para a ventilação do gás ou para um manómetro para apresentação da pressão, de modo que a condução de gás não tem que ser prevista numa das restantes paredes do tanque de gás. A invenção será pormenorizadamente descrita nas figuras tomando como referência o exemplo de forma de realização. As figuras representam:

Figura 1 vista lateral e

Figura 2 dois pormenores em relação a situação de aparafusamento nas paredes laterais. A figura 1 apresenta em vista lateral um módulo de acordo com a invenção e o tanque de gás metálico (compartimento) 100 com parede traseira 220 (ainda aberta no momento do encaixe) e paredes laterais 105 de um sistema de comando de potência, em corte. Embora os componentes da subestação estejam representados somente numa realização unipolar, o sistema de comando de potência deve ser realizado tripolar, de modo que os componentes da subestação atribuídos as três fases se encontram proporcionados respectivamente na horizontal num plano deitado (no plano de desenho, uns atrás dos outros). O elemento portador do módulo para instalação num tanque de gás 110 que se pode encher com gás isolante (aqui com SF6) é constituído por uma parede de montagem 8 que corre verticalmente, sobre cujo lado frontal (situado fora do tanque de gás) e cujo lado traseiro (após a introdução no tanque de gás deitado) se encontram montados componentes de comando. A parede de montagem apresenta no bordo superior 39 um ângulo 38 para dentro do tanque de gás e corre ainda devido ao reforço mecânico duas vezes dobrado verticalmente para baixo. A parede de montagem apresenta um corte de encaixe com precisão para a introdução no tanque de gás aberto para a frente (abertura 110). O módulo é colocado de modo inalterável através de meios de posicionamento e elementos de fixação (parafusos 40, fendas guia 40.1, barras guia 48.1, reentrância guia 48.2) num tanque de gás. Para as paredes laterais 105 do tanque de gás 100 abertas para a frente, forma-se uma posição de encaixe com precisão de modo que como último trabalho de montagem só tem que ter lugar a soldagem da ranhura de soldagem entre os referidos bordos.

Encontra-se prevista uma unidade de desvio 6 atribuída ao sistema de comando de potência e além disso três compartimentos de comutação em vácuo 3 de comutadores de potência realizados como comutadores de vacuo 4, e um seccionador tripolar (seccionador de três posições) 5, o qual se encontra realizado como interruptor da alavanca.

Tanto o compartimento de comando a vácuo 3 como também o seccionador 5 encontram-se fixados no lado traseiro da parede de montagem e o comando do interruptor 2,7 atribuído respectivamente aos comandos a vácuo 4 e seceionador 5 no lado frontal da parede de montagem 8. Os compartimentos de comutação em vácuo 4 encontram-se fixados através de uma armação isolante, constituída essencialmente por hastes isolantes 9, 10, que acolhe simultaneamente o portador de ligação de corrente 11, 12 do comando a vácuo 4 através do portador de pólos 13, 14 no lado traseiro da parede de montagem 8. O seccionador 5 encontra-se proporcionado sobre uma consola 15 a qual se encontra em ângulo recto dobrada a partir da parede de montagem 8 para dentro do tanque de gás. A consola auto-sustentada 15 encontra-se realizada como perfil de dois lados. O perfil é realizado por uma primeira perna 16 que corre horizontalmente através de flexão em ângulo recto (troço de parede 17) da parede de montagem 8. Uma segunda perna encontra-se fixada numa sinuosidade 20 de uma parede de montagem 8 reforçada de uma segunda parede dupla através de uma ligação de parafusos não representada. A consola pode, após o encaixe no tanque de gás, ser fixada com portas 41 nos receptores previstos no tanque de gás (parafusos 40).

Através de uma caixa de transmissão intermédia 23, a qual se encontra igualmente proporcionada sobre a consola 15, tem lugar uma ligação do seccionador 5 ao comando do interruptor 7 através do dispositivo de acoplamento 24 vedante ao gás presente na parede de montagem 8. A precisão mecânica exigida pelo mecanismo de comando do seccionador 5 é alcançada através da consola 15 e a sua elevada precisão de estampagem e dobra. 0 posicionamento exacto da lâmina de comutação 25 e do veio de comutação 26 para os contactos da terra (28) encontra-se deste modo garantida antes da montagem final no tanque de gás ou pode ser ensaiado antes da montagem e eventualmente corrigido.

Os contactos de terra encontram-se em ligação galvânica com os respectivos portadores de ligação de corrente 12 do comutador de vácuo 4 através de um ângulo de ligação 29. 0 direccionamento optimizado encontra-se presente quando as lâminas de comutação 25 na sua posição de LIGADO se encontram num plano comum que corre verticalmente com os contactos de corte 28. Através da colocação da lâmina de comutação 25 e contactos de corte 28 na posição LIGADO, em especial todavia também através do andamento da corrente transportada deste modo através do ângulo de ligação 29 entre os contactos de corte 28 e os portadores de ligação de corrente 12 do comutador de vácuo 4, tem lugar uma compensação das forças electromagnéticas das entradas de corrente nas lâminas de comutação 25 na posição de trabalho.

Tal como é visível da figura 1, o seccionador 5 encontra-se apoiado e fixado na zona do troço da parede 17 horizontal. E também todavia possível uma forma de realização na qual o seccionador 5 se encontra fixado somente no troço vertical da parede de montagem sendo encaixável auto-sustentado na parede de montagem. De modo correspondente, a consola 15 já pormenorizadamente descrita não seria realizada com o perfil de duas pernas. O técnico pode esboçar de modo simples uma concepção para uma tal variante de construção. 0 sistema forma deste modo com a parede de montagem 8, a qual antes da aplicação no tanque de gás 100 se encontra munida no essencial com todos os componentes da subestação posicionados um para o outro, um módulo, o qual antes da aplicação pode ser ensaiado. Na pré-montagem e ensaio encontra-se incluído o dispositivo de bloqueio 31 que serve como dispositivo de segurança entre os comandos a vácuo 4 e o seccionador 5.

Para simplificar a aplicação e para o posicionamento de encaixe de precisão em relação as paredes laterais 105 do tanque de gás aberto para a frente do módulo, as paredes laterais 105 do tanque de gás encontram-se munidas com dispositivos guia. Estes são constituídos pelos ferros de soldagem 33 que formam os bordos 32 que correm verticalmente da parede de montagem 8 através da flexão em ângulo recto. Os ferros de soldagem apresentam respectivamente uma reentrância guia 48.2 para o posicionamento e apoio através de uma barra de condução 48,-1* assim como três fendas 40.1 para parafusos 40 nas paredes laterais 105. Deste modo encontra-se garantida uma condução lateral e a fixação da parede de montagem 8. O bordo dobrado 38' no bordo superior 39 da parede de montagem 8 pode representar igualmente um apoio para encaixe.

Após a aplicação do módulo tem lugar a soldagem nos cantos horizontais e verticais (referências 38', 38") com as paredes laterais 105 frontais do tanque de gás 100. A figura 2 apresenta em dois pormenores uma vista de cima sobre um parafuso 40 na parede lateral 105 na situação de encaixe. O módulo é empurrado na direcção da seta P (veja também a figura 1) . O ferro de soldagem 33 encontra-se fixo com uma perna de chapa 34 sobre o lado traseiro da parede de montagem e dobrada na direcção do tanque de gás. A dobra 33' serve como apoio para introdução. As fendas 40.1 do ferro de soldagem engrenam através dos pernos e são aparafusadas com porcas 41 sobre os parafusos 40.

No sistema totalmente montado do módulo no tanque de gás, as barras de corrente encontram-se ligadas de tal modo aos portadores de ligação de corrente através de um furo (ligação de corrente 43) e conduzidas para baixo, que os campos magnéticos dos ligadores compensam parcialmente no compartimento de vácuo, de modo que o componente transversal da indução magnética entre os contactos de vácuo não atinge qualquer valor proibido.

Para diminuir o campo magnético parasita produzido através das barras de corrente atribuídas ao acesso do sistema de comando de potência nos compartimentos do comando a vácuo 3, o que conduz a aplicação ae compartimentos de comutação em ticut 3 que poupam espaço e economicamente vantajosos, os ligadores das barras de corrente 43 encontram- se proporcionados nos portadores de ligação de corrente 11 atribuídos ao acesso do comutador de vácuo 4 acima dos compartimentos de comutação em vácuo 3. A ligação das passagens de cabo 44, fixadas no tanque de gás 100, atribuídas a saída vertical do sistema de comando de potência com o seccionador 5, tem lugar após a aplicação do módulo no tanque de gás 100. Para considerar nesta ligação através das barras de corrente uma compensação da tolerância, as linguetas de ligação 46 dos seccionadores 5 ou também as barras de corrente possuem estas aberturas que possibilitam esta compensação de tolerância.

Naturalmente que as vantagens obtidas através da invenção são também alcançadas quando as passagens de cabo 44 atribuídas a saída vertical do sistema de comando de potência se encontram fixadas directamente na parede de montagem 8 e juntamente com os componentes da subestação adicionais formam um módulo.

Lista de referências 100 Tanque de gás (compartimento) 200 Parede traseira 110 Frente aberta 2 Comando do comutador de potência 3 Compartimentos de comutação em vácuo 4 Comutador de potência (comutador de vácuo) 5 Seccionador (seccionador de três posições)

Unidade de desvio

Comando do separador/ccmutador de terra

Parede de montagem

Hastes de isolamento

Portadores dos ligadores de corrente

Portadores dos pólos

Consola auto-sustentada

Perna

Troço da parede que corre na horizontal Segunda parede (sinuosidade)

Comando de desvio

Dispositivo de acoplamento vedante ao gás Lâmina de comutação

Veio de comutação

Contactos de corte Ângulo de ligação

Dispositivo de bloqueio (dispositivo de segurança) Bordos que correm verticalmente Ferro de soldagem

Bordo dobrado no ferro de soldagem

Perna de chapa do ferro de soldagem

Bordo dobrado; bordo inferior

Bordo superior

Três parafusos; porca

Três fendas guia

Ligador da barra de corrente

Passagem de cabo 46

Linguetas de ligação 48.3; 48 .1 Barras guia; reentrância guia P Direcção de encaixe

Lisboa, 30 de Agosto de 2007

Claims

Re ivindicaçõe s Nódulo auto-sustentado encaíxável num tanque de gás (100) que se pode encher com gás isolante para um sistema de comando de potência encapsulado em metal, em especial numa versão multipolar, que é constituído por uma parede de montagem (8) na qual se encontra fixado pelo menos um comutador (4), e a qual compreende uma passagem (24) vedante ao gás para ligação de um comando (2) para o comutador, caracterizado por sobre a parede de montagem (4) completa se encontrar montado pelo menos um interruptor (4, 5) e o comando de comutação (2, 7) correspondente, e por a parede de montagem (8) se encontrar munida com meios guia (40.1, 48.2), que correspondem aos elementos guia (40, 48.1) proporcionados no tanque de gás (100) e por o bordo periférico da parede de montagem (8) encaixar com precisão nas paredes laterais (105) direccionadas para o lado aberto (110) do tanque de gás (100) . Módulo de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o bordo periférico da parede de montagem (8) formar com os cantos das paredes laterais (105) direccionadas para o lado aberto (110) do tanque de gás (100), uma ranhura de soldagem.
3. Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a parede de montagem (8) se encontrar munida com pelo menos um ferro de soldagem (33) flectido em direcção ao tanque de gás (100) e no ferro de soldagem (33) se encontrar realizado um meio guia (40.1, 48.2) .
4. Módulo de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por em dois bordos (32) opostos da parede de montagem (8) se encontrar flectido um ferro de soldagem (33), em ângulo recto, em direcção ao tanque de gás (100), e a parede de montagem (8) num terceiro bordo (39) se encontrar munida com um bordo dobrado (38) que corre na direcção do tanque de gás (100).
5. Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios guia (40.1, 48.2) na parede de montagem se encontrarem realizados como reentrâncias ou fendas.
6. Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por cs elementos guia no tanque de gás serem constituídos por pelo menos um perno (40) e/ou peio menos uma barra de condução (48.11. 7'.*. Módulo de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por os elementos guia no tanque de gás se encontrarem realizados igualmente como meios de fixação. I, Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por sobre a parede de montagem (8) a cada pólo se encontrar atribuído um comutador de potência (4) com um comando (2) correspondente e um seccionador (5) com um comando (7) correspondente. Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o seccionador (5) se encontrar proporcionado sobre uma consola (15) e através desta se encontrar montado na parede de montagem (8) e se encontrar em ligação de trabalho com uma caixa de transmissão automática (23) que se encontra ligada ao comando do seccionador (7) através do dispositivo de acoplamento (24) na parede de montagem (8) com o comando do seccionador (7). Μ H Módulo de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a consola (15) se encontrar realizada como perfil de duas pernas, e por a parede de montagem (8) na zona do seccionador (5) se encontrar flectida para acolher a consola fit’: em ângulo recto na direcção do tanque de gás (100) sob formação de um troço de parede (17), sendo que tanto neste troço de parede (17) como também na parede de montagem (8) os lados (16) da consola (15) realizados como perfis de duas pernas se encontram fixados.
11. Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por na zona do comutador de potência (4) e do seccionador (5) a parede de montagem (8) se encontrar reforçada através de uma segunda parede (20), que pelo menos na zona do dispositivo de acoplamento (24) vedante ao gás entre o comando de desvio (23) e o comando de comutação (7) do seccionador (5) apresenta uma sinuosidade, realizada através de flexão, que corre na direcção do tanque de gás (100) .
12. Módulo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por sobre o lado frontal da parede de montagem (8) entre os comutadores de potência (4) e o seccionador (5) se encontrar previsto um dispositivo de bloqueio (31) que serve como dispositivo de segurança, o qual juntamente com os comutadores de potência (4) e o seccionador (5) forma o módulo. Lisboa, 30 de Agosto de 2007