SE442365B - Station for distribution av elektrisk energi inom medelspenningsomradet - Google Patents

Description

7908902-5 Med anledning av den höga spänningen och med hänsyn till den framtida strömtillförseln är man böjd för att bygga högspän- ningsdelen av en sådan huvuddistributionssiation för en mycket större energikoncentration än som från början är önsk- värd. En motsvarande medelspänningskoncentration är ej önsk- värd med hänsyn till distributionen därav. Följaktligen upp- står det för övrigt ett ogynnsamt högspänning/medelspännings- kostnadsförhållande. Vid ökning av energiförbrukningen blir det då gradvis högre investeringskostnader för medelspännings- nätet än för högspänningsnätet. Detta innebär emellertid, att under de första åren en stor del av den installerade hög- spännings-anläggningen används oekonomiskt och endast kommer att utnyttjas gradvis mera ekonomiskt vid utvidgning av medel- spänningsnätet. Man skulle mycket gärna undvika denna överin- vestering från begynnelsen, om det existerade lämpliga andra lösningar för detta ändamål. Ökningen av energiförbrukningen till följd av befolknings- tillväxten och stadsexpansionen är fortfarande av en sådan grad, att även till följd av det relativt stora avståndet mel- lan huvuddistributionsstationer en medelspännings-transportka- bel snart kommer att uppnå sin belastningsgräns, varefter en parallellkabel måste anordnas. Där slutligen en högspännings- tillföring av energi erfordras, innebär detta, att investe- ringskostnadenm.¶üs fi&:medel som endast kommer att användas under en kort tid. Detta är en möjlighet till expansion som man kommer att godta i kombination med de vid den tiden rela- tivt lägre högspännings-investeringskostnaderna.

Med hänsyn tagen till den stadigt ökande nätsammankopplingen till följd av ökningen av energiförbrukning finns det ett ökande behov av enklare huvuddistributionsstationer resp. un- derstationer, medelst vilka högspänningsenergi kan tillföras 7 i medelspänningsnätet på flera ställen än som hittills varit möjligt. Som en illustration kan följande framhållas: energi- 7908902-5 tillföringen på halva vägen av en l0 kV kabel i stället för vid änden därav innebär, att kabelns maximala energitransport- förmåga i allmänhet blir fördubblad.

Emellertid blir energitillföringen med hjälp av de för när- varande använda huvuddistrihutionsstationerna på många flera ställen än som är vanligt för närvarande mer och mer omöjlig i betraktande av deras stora dimensioner av ibland till och med ett halvt hektar eller mera. För kommuner är detta så mycket oförmânligare som behovet av ytterligare huvuddistri- butionsstationer ökar speciellt på sådana platser.

De nämnda stora dimensionerna av huvuddistributionsstationer- na erfordras bland annat i betraktande av att luftisoleringen blir ekonomiskt den lämpligaste för höga spänningar av i all- mänhet 110 kV och mera och de följaktligen relativt stora delarna såsom effektströmbrytare, kopplingsströmbrytare och frånskiljare hos högspänningsdelen. Huvuddistributionsstatio- nernas stora areal föranleds också av det i ofta förekomman- de dubbellednings- och dubbelsken-systemet. Det nuvarande högspännings-distributionsnätet har nästan överallt byggts som ett dubbelledningsnät till följd åtminstone delvis av dess tidigare funktion som ett kopplingsnät. Detta betyder, att vid huvuddistributionsstationerna har vanligen fyra högspän- ningsledningar varit anslutna till ett dubbelskensystem. Lik- som det redan har anmärkts ovan är till detta dubbelskensys- tem anslutna två eller tre transformatorer, som i sin tur ma- tar två eller flera medelspännings-installationer, vilka van- ligen även är byggda som ett dubbelskensystem. En gräns, vid vilken övergången till dubbelskensystemet görs, ligger i all- mänhet vid omkring 10 MVÄ, vilken gräns vanligen snart uppnås i städerna, så att man blir beroende av ett dubbelskensystem även i dessa fall.

Det finns många goda skäl för användningen av dubbelskensys- tem, såsom en belastningsfördelning för stationerna vilken är så gynnsam som möjligt; möjligheten av flera spänningsnivåer när de är i drift; utvidgning och underhåll utan driftsavbrott; V _ “Will ._._...,.__...____..-.-.-.~............._ _ a. ..._.. _ 7908902-5 4 en begränsning av kortslutseffekten och ett underlättande av lokaliseringen av jordfel. Om emellertid andra lösningar skulle stå till buds för de förut nämnda ändamålen, torde konstruktörerna vara benägna att överge dubbelskensystemet.

Föreliggande uppfinning erbjuder en lösning på ovan diskuterade problem, innebärande att en medelspännings- station från början anordnas med möjlighet att tillbyggas med en högspänningsstation vid användning av en begränsad basyta som från början är reserverad endast för medel- spännings-stationen.

Uppfinningen åstadkommer sålunda en station för distribu- tion av elektrisk energi inom medelspänningsområdet med minst en flerfasmatarsektor, vilken station har känne- tecken enligt åtföljande patentkrav 1.

I en föredragen utföringsform av distributionsstationen utgör det stationen omgivande huset en tornliknande bygg- nad i två våningar med en av minst en flerfasmatarsektor bestående högspänningsdel i den andra våningen och en medelspänningsdel i den första våningen, vilka båda delar uppbäres av stativet som sträcker sig axiellt i mitten av huset. En högspänningstransformator är inkopplad mellan hög- och medelspänningsdelen varvid varje högspännings- matarsektor är så monterad att den tillsammans med till- hörande ytterligare matarsektorer bildar en fullständig sluten matarring kring det centrala stativet med hög- spänningsmatarringen axiellt ovanför medelspänningsmatar- ringen. Varje högspänningsmatarsektor omfattar en hög- spännings-effektbrytare, två skensektioner anordnade att förbindas med varandra medelst effektbrytaren och som båda sträcker sig över en del av matarringen, två hög- spännings-frånskiljare som vardera utgör en treväqsom- kopplare och är förbundna med en av de två skensektionerna varvid-dessa frånskiljare är anordnade att förbinda de båda skensektionerna med högspänningsmatarledningen res- pektive transformatorns högspänningslindning och förbinda 5 7908902-5 varje ände av den med högspännings-effektbrytaren ej förbundna skensektionen med motsvarande ändar av sken- sektioner av angränsande matarsektorer i matarringen.

Medelspännings-matareffektbrytaren är anordnad att för- bindas med transformatorns medelspänningslindning.

I en ytterligare föredragen utföringsform består en full- ständig medelspännings~matarring av ett flertal skensek- tioner som är krökta längs den omkretsdel av en cirkel, varvid förbindningen mellan angränsande skensektioner i ringen omfattar växelvis en kopplings-effektbrytare respektive två medelspännings-effektbrytare i serie, vil- kas gemensamma föreningspunkt är ansluten till högspän- ningstransformatorn.

Alla medelspännings-effektbrytarna är företrädesvis vakuum-strömbrytare.

I en ytterligare föredragen utföringsform består en full- ständig högspänningsmatarring av fyra högspännings-effekt- brytare som är installerade i hörnen av en rektangel, var- vid dessa brytare är förbundna med varandra med hjälp av raka skensektioner. Högspännings-frånskiljarna är därvid förbundna med mittdelarna av dessa skensektioner.

Den huset omgivande tornliknande tvåvåningsbyggnaden kan exempelvis ha en diameter av omkring 6 meter och en höjd av omkring 10 meter. Medelspänningsdelen i den första våningen kan ligga i nivå med marken eller vara helt eller delvis nedgrävd med hänsyn till inkommande och utgående kablar. Grundläggningen kan bestå av en enkel pelare eller av en stålplåtstomme som fortsätter i medel- spänningsdelen av huset och uppbär den andra vâningens golv, varvid medelspänningsringen är upphängd i denna stomme inuti den första våningen. Högspänningsdelen kan vara förlagd i jämnhöjd med tillförselledningarna till högspänningsdelen vid stationer på landsbygden. I städerna .___....-._. __. _ . ._._..__-...-._...~...-....._.... 79os902~5 6 där man måste använda högspänningskablar, undvikes stora källare med hänsyn till högspänningskabelns krök- ningsradie. Den erforderliga byggnadsgrunden av storleks- ordningen 20 x 10 meter innefattande tvâ transformatorer är mycket liten i jämförelse med konventionella suationer med luftledningar. Detta är av stor betydelse när hög- spänningsstationer ligger i tätbebyggt område. Byggnaden kan vara prefabriserad. Installationsdelarna såsom sken- sektioner och strömställare kan lätt kompletteras, varvid sålundaskqws möjlighet till gradvis utbyggnad av sta- tionen. Distributionsstationen enligt uppfinningen blir föga störande i omgivningen. Kostnaderna blir även lägre än vid konventionellt utförande.

Intagsorganen för ledningarna och förbindningarna med högspännings-transformatorerna kan vara utförda som armar förenade till ett helt med byggnaden, varvid dessa armar uppbär isolatorer. Detta gäller även intagsorganen till högspänningsledningarna. Stationen tjänar därigenom även som en stolpe.

I stället för det vanliga dubbelskensystemet används nu en skeninstallation, vilken liksom dubbelskensystemet erbjuder maximala service-möjligheter. Det finns inget behov av att skenan skall transportera mer än endast 75% av den maximala transformatorkapaciteten, dvs vid den öppna eller ofullständiga ringen. I händelse av ett fel i någon av komponenterna kan effekttillförseln alltid fortsättas med hjälp av den återstående delen av ringen.

Effektströmbrytare, som mest av alla är underkastade in- spektion, kan lätt tas bort tack vare anordningen därav inom en cirkel- eller ringsektor utanför matareringen utan blockering av någon ledning eller transformator.

Tack vare anordningen inom en utåt vidgande cirkel- eller ringsektor bestäms längden av skenan icke längre av den vidsträcktaste komponenten av fältet såsom t.ex. en vakuum- 7 7908902-5 strömbrytare. Längden av skenan kan därigenom hållas så liten som möjligt. För övrigt är en utvidgning av huvuddistribu- tionsstationen till fullständiga ringinstallationer icke omo- deibart nödvändig. Liksom en enkel skena är tillräcklig i de vanliga stationerna för kapaciteter av mindre än 10 MW kan i stationen enligt föreliggande uppfinning från början endast en del av varje ring installeras. I detta sammanhang bör det på- pekas,att en utvidgning av ringen är möjlig, medan stationen är i drift.

Vid de existerande distributionsstationerna, vid vilka isoleringen ombesörjes av atmosfärisk luft, skulle man i själva verket även kunna gradvis utvidga högspänningsdelen med ökande energiförbrukning, men i detta fall borde en mycket större areal stå till buds från början och framöver i betraktande av den maximala expansion som är att vänta. vid distributionsstationen enligt föreliggande uppfin- ning är vidare anordningen av installationsdelarna sådan, att med avseende på värmealstring kraftigast belastade delar så- som skenor och matare-strömbrytare kan verksamt kylas mycket lätt med hjälp av en enda kylenhet och sålunda tillåter en överbelastning av 30%. Till följd av ringformen, som har en liten diameter av omkring 120 cm, är skenorna för övrigt ytterst korta, så att endast en ringa värmealstring sker.

Medelspännings-installationen skall bestå av ett minimum av lättantändligt material, om vakuum-effektströmbrytare utnytt- jas däri och om de komponenter som är i stånd att ruinera installationen till följd av sin explosiva karaktär, såsom gasalstrande strömbrytare och ändanslutningar för våta kablar, hills utanför installationen och inga oljeströmbrytare används däri. Skensektionerna och de därmed förbundna vakuum-ström- brytarna för medelspänningsdelen skall företrädesvis vara in- bäddade i ett isolerande material utan något luftgap. Medel- spänningsdelens utgående fält kan vara förbundna med medel- spännings-skensektionerna på fast eller borttagbart sätt utan något luftgap. 7908902-5 8 Alla pâverkningsorgan för vakuum-belastningsströmbrytarna för jordning av skensektionerna och kablarna skall företrädesvis vara kopplade med var och en av de samhöriga vakuum-effekt- strömbrytarna på ett sådant sätt att inom jord-belastnings- strömbrytaren kan slås ifrån måste den samhöriga vakuum-effek- strömbrytaren slås ifrån fullständigt och omvänt. Detta kan helt enkelt uppnås genom reglering av strömbrytarna med hjälp av samma påverkningsmekanism. Alla ytterligare erforderliga installationsdelar såsom strömtransformatorer, kapacitiva spänningsdelare för spänningsindikering, förbindningarna med kabeländanslutningarna kan vara installerade nedanför eller nära intill sidan av skensektionerna, och hela enheten kan vara inrymd inuti ett stâlplåtskåp, som har formen av ett bord, i vilket blinddiagram, avläsningsvisare, ampere- metrar och voltmetrar ingår. Sålunda erhålls en mycket hop- trängd distributionsstation.

Utanför huset är transformatorer instaflerade,nbnuaadepåsharm för mycket enkel transportering, i det att detta är särskilt för- delaktigt för utbyte och för belastningsanpassning.

De ovannämnda problemen, som följer med de existerande huvud- distributionsstationerna, är nu lösta genom distributione- stationen enligt uppfinningen. Medelst en kompakt iistri- butionsstation enligt föreliggande uppfinning kan det lätt införas energi i ett existerande medelspänningsnät i många flera punkter än som är möjligt för närvarande. Vid slutna matarkretsar sörjer distributionsstationen enligt upp- finningen för ett fullgott utbyte av dubbelskensystemet, me- dan både medelspänningsdelen och högspänningsdelen tillåter en gradvis utvidgning, varigenom stora begynnelseinvesterings- kostnader blir överflödiga. 9 7908902-5 Uppfinningen skall nu förklaras utförligare med hänvis- ning till bifogade ritningar, på vilka utföringsformer har avbildats. Fig. 1 visar en schematisk vertikalsektion, delvis i sidoprojektion, av en distributionsstation enligt föreliggande uppfinning. Fig. 2 visar schematiskt en sek- tion, delvis i sidoprojektion genom högspänningsdelen av distributionsstationen enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 3 visar en vy uppifrån av en delvis installerad hög- spänningsdel, en s.k. T-installation av en distriautions- station enligt föreliggande uppfinning. Fig. 4 visar en fullständigt sluten matarering motsvarande fig. 3 av en högspänningsdel, en s.k. H-installation. Fig. 5 visar en vy uppifrån av medelspänningsdelen av distributionssta- tionen enligt föreliggande uppfinning. Fig. 6-9 visar ut- vidgningsmöjligheter för medelspänningsdelen av en distri- butionsstation enligt uppfinningen. Pig. 10 visar en par- tiell vertikalsektion genom medelspänningsdelen efter lin- jen X-X i fig. 5. Fig. 11 visar partiellt i sektion en understation. I figurerna, som skall avhandlas nedan, ut- visar samma hänvisningsbeteckningar samma delar av distri- butionsstationen och understationen.

I fig. 1, visar en sektion och en partiell sidoprojektion av distributionsstationen enligt uppfinningen, har visats ett pelarformigt hus 1 uppdelat i två våningar medelst ett gclv 2 understött av en pelare eller stomme 3, vilken som sådan kan utgöra distributionsstationens byggnadsgrund men ä\en kan vara uppförd på en särskild bgggnadsgrund. Huset är täckt med ett tak 4. Huset 1 har vidare försetts med icke visade dörrar, fönster och trappor eller stenar längs sidoväggarna. Vid en kapacitet av 40 MVA uppgår bredden av detta hus till omkring 6 m vid en höjd av omkring 10 m. 7908902-5 10 I den andra våningen har högspänningsdelen, som är allmänt _ angiven genom hänvisningsbeteckningen 5, monterats på gol- vet 2, under det att medelspänningsdelen 6 har monterats i den första våningen t.ex. i nivå med marken. I detta fall har denna medelspänningsdel 6 visats som en fullständig ring, varvid detta endast är fallet i den slutliga situatio- nen av stationen, varvid denna ring är upphängd i stommen 3 eller är understödd av husets l botten.

Utanför huset har två transformatorer 7 och 8 visats schema- tiskt.

Fig. 2 visar en sektion genom högspänningsdelen 5 av huset och en vy uppifrån av transformatorerna 7 och 8. Stödarmar 9 och 10 har anordnats på husets sidovägg, varvid dessa armar tjänar till införingen av högspänningsledningarna ll coh 12, vilka har utförts som luftledningar. Dessa stödarmar 9 och 10 kan vara förenade som ett helt med husets vägg. Trefas- högspänningsledningarna ll och l2 har fastgjorts vid isola- torer l3 och 14, från vilka en förbindning löper till häng- isolatorerna l5 och 16, som är upphängda i armarna 9 och 10.

De nämnda hängisolatorena är genomföringsisolatorer, genom vilka högspänningen tillförs till högspänningsdelen 5 medelst genomföringsledare l7 och 18.

Vid denna fullbordade fdistributionsstation omfattar högspänningsdelen 5 raka trefasskensektioner 19-22, som är förbundna med varandra medelst högspännings-effektströmbryta- re 23-26, vilka har installerats i hörnen av en rektangel.

Var och en av skensektionerna 19-22 består av två i linje liggande skendelar, som även kan vara förbundna med varandra, så att det finns åtta halva skendelar totalt. Förbindningen mellan trefas-genomföringsledarna l7 och 18 och trefassken- sektionerna 19 och/eller 21 samt mellan skendelarna av var och en av nämnda sektioner är åstadkomma genom trevägs-hög- spännings-frånskiljare 27 och 29, som är angivna endast sche- matiskt vid föreningen mellan genomföringsledarna, skensek- 11 79Û89Ü2~5 tionerna och skendelarna. Liknande trevägs-högspännings- frânskiljare 28 och 30 kan förbinda skensektionerna 20 och 22 eller skendelarna därav med de primära högspänninqs-lind- ningarna på de utanför huset l installerade transformatorer- na 7 och 8. Som högspännings-effektströmbrytare kan SF6-fyl1- da strömbrytare användas.

Vid den i fig, l visade stationen har förbindningen mellan trevägs-frånskiljarna 28 och 29 och högspännings-transforma- torernas 7 och 8 primärlindningar åstadkommits av inbäddade ledare angivna genom hänvisningsbeteckningarna 31 och 32.

Denna förbindning kan emellertid även åstadkommas med hjälp av armar motsvarande armarna 9 och 10, medelst vilka högspän- ningsledningarna ll och 12 har anslutits. Dessa armar som icke visas på figurerna kan likaledes vara förenade som ett helt med huset l och skall därvid sträcka siq i en riktning vinkelrät mot riktningen av de visade armarna 9 och lf, me- delst vilka högspänningsnätets luftledningar har anslxtits.

I fig. l och 2 har högspännings-effektströmbrytarna 23-26 vi- sats endast schematiskt, vilka strömbrytare omfattar en på- verkningsmekanism, som är förlagd i de vertikala husen 33 och 34 i fig. l. Inuti bottendelen av dessa hus 33 och 34 har strömbrytningselementen för brytning av förbindningarna mellan de fyra skensektionerna anordnats.

Strömtillförseln i högspänningsdelen leder från högspännings- ledarna ll och l2 via genomföringsledarna l7 och 18, de där- med kopplade trevägs-frånskiljarna 27 och 29 till de tvâ sken- sektionerna l9 och 21. Ändarna av dessa skensektioner, dvs. de yttre ändarna av varje sektions skendelar, slutar i hög- spännings-effektströmbrytarna 23 och 24 resp. 25 och 26. De andra sidorna av dessa effektströmbrytare har förbundits med de angränsande delarna av skensektionerna 20 och 22. Lessa skensektioner kan vara förbundna medelst trevägs-frånskiljare 28 och 30 med de inbäddade ledarna 3l och 32, som leder till högspännings-transformatorernas 7 resp. 8 nrimärlindnjngar. _ _ _ _ _ ._____ __... __ ___.-_.. __ _ ....__..-~.~.- ...___ 7908902-5 12 Fig. 3 och 4 visar utvidgningsmöjligheter för högspännings- delen i en distributionsstation enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 3 visar en utföringsform, vid vilken en enda transfor- mator kan räcka provisoriskt. Detta är en s.k. T-installa- tion. I båda armarna 9 och 10 slutar återigen spänningsled- ningarna ll och l2, varvid dessa ledningar är upphängda i isolatorerna 13 resp. 14. Medelst de icke visade hängande genomföringsisolatorerna och de likaledes icke visade genom- föringsledarna når högspänningen de schematiskt visade tre- vägs-frånskiljarna 27 och 29, vilka i denna ofullständiga utföringsform kan åstadkomma en förbindning med skendelarna av de halva skensektionerna 19 och 21. Genomföringsledarna 17 och 18 ävensom skensektionerna 19, 20 och 21 har inrymts i gasfyllda höljen men kan även vara isolerade på annat sätt.

De existerande delarna av skensektionerna 19 och 21 slutar återigen i effektströmbrytare 24 och 25. Mellan dessa effekt- strömbrytare sträcker sig en fullständig skensektion 20, i vars mitt det återigen har anordnats en trevägs-frånskiljare vid 28 i stånd att förbinda skensektionerna med de till trans- formatorn 7 förande tillförselledarna. I det föreliggande fallet äger detta rum medelst en arm 35, som är förenad till ett helt med byggnaden och har samma konstruktion som armarna 9 och 10. Från undersidan av denna arm 35 har upphängts genom- föringsisolatorer, från vilka ledarna går till högspännings- transformatorns primärlindning.

Såsom ovan angivits visar fig. 4 en högspänningsdel innefat- tande en fullständig matarering, en s.k. H-installation. I detta fall är skensektionen 22, liksom skensektionen 20 i fig. 3, ansluten till primärlindningen på den likaledes icke visa- de andra högspännings-transformatorn medelst en arm 36 och genomföringsisolatorer och de därigenom gående ledarna. De övriga delarna har angivits med samma hänvisningsbeteckningar som i de föregående figurerna. 13 7908902-5 En ringinstallation erbjuder naturligtvis maximum av möjlig- heter beträffande driften. Vid en störning i någon av kompo- nenterna kan energitillförseln alltid ske över den återstå- ende delenenfringen. Effektströmbrytaren, som ofta är före- mål för inspektion på grund av frânslagningen av kortslut- ningsströmmar, kan tas isär utan bloo: ring av någon ledning eller transformator. För övrigt har installationen utformats så att man tagit hänsyn till att strömbrytare av en bättre typ kan installeras efteråt.

Fig. 5 visar en vy uppifrån av en medelspänningsdel exligt uppfinningen. I mitten är återigen pelaren eller stommen 3 för handen, i vilken hela medelspänningsdelen kan vara upp- hängd. Medelst hänvisningsbeteckningarna 37, 38, 39 och 40 har de inbäddade medelspännings-skensektionerna identifierats.

Dessa sektioner har fullständigt inbäddats i ett isolerande material, se fig. l0 som visar en vertikalsektion efter lin- jen X-X i fig. 5. I den högra delen av fig. 10 har de tre faserna R, S och T av medelspännings-skenorna visats, vilka alla tre har inbäddats i det isolerande materialet 50. Med skensektionen 37 i fig. 5 i medurs riktning med början från den vänstra undre änden till den högra övre änden har förbun- dits en matare-effektströmbrytare 4l, fem utgående effekt- strömbrytare 42~46 ledande till utgående kablar och en kopp- lingsströmhrytare 47. över matare-strömbrytaren 41 tillförs ström till skensektionen 37 fifih1da1sehnrfiralågqfinnnnslnrk ningen på en av transformatorerna, vilken ström kan tillfö- ras till de utgående kablarna medelst var och en av de utgå- ende strömbrytarna 42-46 i de olika medelspänningsfälten.

Kopplingsströmbrytaren 47 ger möjlighet att förbinda skensek- tionerna 37 och 40 med varandra. De andra skensektionorna 38, 39 och 40 har upphyggts på samma sätt som skensektionen 37 med den skillnaden emellertid, att strömriktningen i skensek- tionerna 38 och 40 går motsatt mot riktningen i sektionerna 37 och 39 under antagande i varje fall av en likformig belast- ning av ringen. Sektionerna 37 och 38 är förbundna med den ena transformatorn med hjälp av sin matare-strömbrytare 4l, ._-...._...._............._. . ........_--_.-v-v-..-~._...._ . - ......._.-_.....«~ 7908902-5 14 medan skensektionerna 39 och 40 är förbundna med den andra transformatorn över sin matare-strömbrytare 41. I varje ände av de olika strömbrytarna som är vänd bort från skensektio- nerna har anordnats en endast schematiskt visad rörmekanism 59, medelst vilken varje strömbrytare kan påverkas. Med hjälp av samma rörmekanism kan också påverkas en jordbelast- ningsströmbrytare för jordning av antingen en av skensektio- nerna eller den samhöriga utgående kabeln. Det föredras, att de olika strömbrytarna består av vakuum-strömbrytare.

I fig. 6, 7, 8 och 9 har visats utvidgningsmöjligheter för medelspänningsdelen av en distributionsstation eller en understaticn enligt uppfinningen. Att börja med kan man star- ta med en skensektion enligt utföringsformen i fig. 6, i vil- ken samma hänvisningsbeteckningar utvisar samma delar som i fig. 5. I en sådan situation sker matningen med hjälp av en matningskabel. För att skapa möjlighet att jorda matningska- beln utan att samtidigt jorda skenan används en av strömbry- 7 tarna 42-46 som matare-strömbrytare. Matare-strömbrytaren 41 kan då utelämnas till en början. I fig. 6 har även visats jordbelastningsströmbrytare, medelst vilka skensektionen 37 och de olika kablarna nedför de utgående vakuum-strömbrytarna 42-46 kan jordas. Dessa jordströmbrytare består av vakuum-be- lastningsströmbrytare och har angivits i figurerna med hjälp av hänvisningsbeteckningen 48. I fig. 7 har installer.ts en andra skensektion 40, som i det föreliggande fallet fordrar en andra matningskabel, med vilken återigen en av de högra _ vakuum-strömbrytarna 42-46 är förbunden. Vid försvinnande av en av matningarna kan den tillhörande skensektionen matas ge- nom slutning av kopplingsströmbrytaren över den icke störda skensektionen.

Vidare utvecklingsmöjligheter har angivits i fig. 8 och 9.

För tydlighets skull har de flesta av hänvisningsbeteckningar- ' na på de olika vakuum-strömbrytarna utelämnats i fig. 8 och 9.

I fig. 8 har visats en ytterligare utvidgning med hjälp av .-, _. f..- h... ._ .__ ...-._..._._.-_----.--_P..~.._-_... . _ _ ,. . .,.,_....._...._......_. _ ._.__~..........__.._..._ 15 7908902-5 en tredje skensektion 39. I denna situation ombesörjer en transformator matningen, i vilket syfte båda de högra vakuum- matare~strömbrytarna 41 är anslutna tillsammans till denna transformator. För garantering av en ostörd matning t.ex. vid detta försvinnande av transformatormatningen kan de eriste- rande kabelmatningarna av skensektionerna 37 och 40 bibehål- las. Valfritt kan ett utgående fält även användas för sken- sektionen 39 för att förse denna skensektion med kabelmatning.

Slutligen visar fig. 9 den fullständiga medelspänningsdelen av en distributionsstation enligt uppfinningen.

Därvid har en andra transformator installerats så att hela installationen kan matas med hjälp av transformatorer. De för kabelmatning använda matningsfälten kan då återigen tjäna som utgående fält.

Av dessa figurer framgår klart möjligheten till gradvis ut- vidgning av medelspänningsdelen vid en huvuddistributionssta- tion enligt uppfinningen, men detsamma gäller också för en understation enligt uppfinningen. Medelspännings-matare-ringen, som består av skensektionerna 37-40, kan gradvis kompletteras beroende på det ökande energibehovet inom ettområde som skall matas. Till en början räcker endast en skensektion, och kopp- lings-strömbrytaren 47 ävensom matare-strömbrytaren 4l kan utelämnas. Vid ökning av energiförbrukningen skall man anslu- ta en andra matningskabel till distributionsstationen och in- stallera en ytterligare skensektion, i fig. 7 skensektionen 40. Det säger sig självt, att utvidgningen icke är begränsad till den i fig. 7 avbildade formen. I stället för skensektio- nen 40 kan även en skensektion 38 installeras som en andra sektion, se fig. 9. I detta fall kan båda sektionerna 37 och 38 matas antingen av en transformator eller genom kablar. Fig. 8 visar nästa steg av utvidgningen av medelspänningsdelen efter det i fig. 7 visade steget, medan fig. 9 visar den slut- liga fullständigt installerade medelspänníngs-installationen. 7908902-5 16 För medelspänningsdelen gäller det, att till följd av den mycket lilla skenlängden är värmealstringen ett minimum.

Skensektionerna 37-40 kan tillsammans med sina förbindnings- och kopplingsorgan fullständigt inbäddas på en fabrik. Den ringliknande anordningen gör en verksam kylning mycket lätt möjlig. Kopplingsströmbrytarna 47 mellan två närbelägna sken- sektioner inom matareringen ävensom de övriga vakuum-ström- brytarna tjänar till skyddande av skenan men också som en skyddsströmbrytare för transformatorn. Dessa kopplings-ström- brytare ävensom skenorna behöver icke föra mera ström än 75% av den maximala transformatorbelastningen. Det är självklart, att alla vakuum-effektströmbrytare är konstruerade som trefas- strömbrytare även i detta fall.

Fig. l0 visar anordningen av vakuum-efñádæirömbrytarna och be- lastnings-strömbrytarna för jordning av kablarna och medel- spänningsdelens skensektioner utförligare. Figuren visar en sektion genom ett utgående fält, dvs. det utgående fältet in- beräknat strömbrytaren 44 i fig. 5. På den högra sidan är den- na vakuum-strömbrytare 44 ansluten till en fas av skensektio- nen 37. Skenan 49 i denna skensektion har fullständigt inbäd- dats i ett isolerinqsmaterial 50, vilket såsom även framgår av fig. 5 har försetts med en urholkad del 51, vilken skjuter ut åt vänster och i vilken passaren lâdliknande ände av ett hus 52 av isolerande material.Inuti huset 52 har den utgående vakuum-effektströmbrytaren 44 insatts. En strömledare 53 går från denna effektströmbrytare åt höger genom den urholkade delen 51 in i en öppning i skenan 49. Mellan den inre väggen av den urholkade delen 5l och den yttre väggen av den halslik- nande högra änden av huset 52 har anordnats ett tätande mate- rial.

Huset 52 är slutet på den vänstra sidan av ett andra hus 54 av isolerande material, i vilket påverkningsanordningen för vakuum-strömbrytaren 44 och jordströmbrytaren 48 har inrymts.

Strömbrytarens 44 rörliga strömledare 64 kan förskjuta den ena av strömbrytarekontakterna för tillslagning och frånslag- 17 7908902-5 ning av strömbrytaren 44. På strömledaren 64 har inkogplings- anordningen 55 för den utgående kabeln 56 i ett fält xisats.

Denna kabel är likaledes förbunden med jordströmbrytarens 48 vänstra rörliga strömledare 65 med hjälp av en inkopplings- anordning 57. Denna jordströmbrytares högra strömledare har förbundits med jordskenan 58. Strömbrytarens 48 vänstra rör- liga strömledare 65 är även förbunden med påverkningsznord- ningen i huset 54. Pâverkningsanordningen har kopplats till en rörmekanism 59, vilken kan kastas om med hjälp av en väl- jareknopp 60. Genom förskjutning av väljareknoppen i axiell riktning kan antingen vakuum-strömbrytaren 44 eller vakuum- strömbrytaren 48 påverkas, så att antingen kabeln 56 förbinds med skenan 49 eller kabeln 56 jordas. Påverkningsanordningar för den växelvisa påverkan av de två vakuum-strömbrytarna kan vidare förverkligas på ett mycket enkelt sätt med hjälp av denna rörmekanism, varvid sålunda den nödvändiga mekaaiska läsningen mellan effektströmbrytaren och jordströmbryparen âstadkoms på ett enkelt sätt.

I fig. lO har vakuum-effektströmbrytarna och vakuum-belast- nings-jordströmbrytarna för skenorna i faserna S och T av samma fält visats endast schematiskt. Det är tydligt, att kon- struktionen därav motsvarar de i sektion i fig. 10 visade ut- föringsformerna.

I fig. l0 har likaledes visats upphängningsanordningarna för skenorna och vakuum-strömbrytarna ävensom påverkningsanordning- arna för vakuum-strömbrytarna. Hela konstruktionen har inrymts i ett bord 61, av vilket en upphöjd del 62 t.ex. kan användas för inrymmande av amperemetrar och voltmetrar 63 samt signal- anordningar. För var och en av skensektionerna 37-40 kan det anbringas ett bord, som har en krökning löpande längs skensek- tionen.

Såsom framgår av fig. 10 men även av fig. 5 kan skenorna hål- las mycket korta, emedan vakuum-strömbrytarna är förbundna med dessa skenor medelst de smala ändarna därav. Det är därför som _ _._-......_.-.-_..._....__..__..._... , _ ...-.__...~w.....__.-... _ 7908902-"5 18 en förkortning av skenlängden endast är möjlig när man begagnar en cirkelformig matareskena, som har fälten placerade på utsidan. Den del av vakuum-strömbrytarna som har en större bredd är på ett större avstånd från skenorna. Borttagningen av strömbrytaren kan utföras mycket lätt genom att strömbrytaren dras ut från skenorna.

På fig. 11 visas en sektion av en understation omfattande endast den första våningen med däri inrymda delar av den ovan beskrivna distributionsstationen enligt uppfinningen.

En viktig fördel av uppfinningen är att en sådan under- station mycket lätt kan kompletteras med en högspännings- del vid en senare tidpunkt. I detta syfte behöver endast stommen 3, som endast är visad i ytterkontur på figuren, en förlängning till den högre delen. Till denna stomme anslutes ett golv, på vilket högspänningsdelen sedan in- stalleras. Huset skall naturligtvis octså göras högre.

Strömtillförseln till högspänningsdelen kan sedan ut- föras med hjälp av en luftledning eller också med hjälp av en högspänningskabel. I det senare fallet kräver trans- formatorerna inte något ytterligare utrymme, medan huset endast köres högre.

Understationen omfattar återigen ett hus 1, vars byggnads- grund har visats på ritningen liksom även de rum, i vilka kabeländanslutningarna 62 för de olika fälten befinner sig. Medelspänningsdelen 6 har vidare konstruerats på samma sätt som framställts i fig. 5-10. Understationen enligt fig. 11 kan även vara delvis eller helt nedgrävd i marken. Detta kan t.ex. vara fördelaktigt, om en otill- räcklig höjd står till buds eller är otillåtlig för expan- sionen till en fullständig distributicnsstation, som är byggd på en nivå jäms med marken.

Tidpunkten för att omvandla en sådan understation till en distributionsstation enligt uppfinningen beror på ekonomiska utsikter bestämda av tillväxten. Vad beträffar de för närvarande kända distributionsstationerna kommer 19 7908902-5 man att fortsätta med expansionen av investeringar i medelspänningsdelen under en längre tid, i vilket fall begynnelsekapaciteten hos högspänninqsdelen av stationen skall vara mycket hög. Med utgångspunkt från en under~ station enligt fig. 11 kan stationen med fördel senare kompletteras med en högspänninqsdel. Varken den komplet- terade distributionsstationen eller den ursprungliga understationen behöver från början byggas ut till full kapacitet. Medelspännings~matningskablarna för understa- tionen kan då användas som utgående kablar t.ex. som ring- eller slingkablar från nätstationerna. Dessa kablar kan även tas i tjänst för medelspännings-stödpunkter från den då skadade distributionsstationen. De då eliminerade matningskablarnas vakuum-strömbrytare kan åter användas som strömbrytare för de utgående kablarna.

Claims (5)

7.9Û8902~5 10 15 20 25 30 2G- PATENTKRAV

1. Station för distribution av elektrisk energi inom medelspänningsområdet med minst en flerfasmatarsektor, k ä n n e t e c k n a d av att flerfasmatarsektorx tillsammans med motsvarande ytterligare matarsektorer är anordnad att sammansättas till en sluten matarring, i vilken varje matarsektor omfattar: en skensektion (37-40) som är krökt utmed omkretsen av en cirkel; en ingående medelspännings-matareffekt- brytare (41) för att förbinda skensektionen med en in- gående medelspännings-matarkabel (56); utgående medel- spännings-effektbrytare (42-46) i jämn fördelning utmed skensektionen för att förbinda denna med vardera en ut- gående medelspännings-matarkabel (56); kopplingsorgan (47) för att förbinda den befintliga skensektionen med angränsande ytterligare skensektioner i den matarring som skall bildas; och medelspännings-jordbelastnings- brytare (48) för jordning av varje skensektion respek- tive varje utgående kabel (56); varvid alla skensektioner (37-40) och medelspännings- -effektbrytare (41-47) är inbäddade i ett isolerf material (50-54) och medelspännings-effektbrytarna (41-47) är anordnade inom en yttre ringsektor bredvid skensektionen och matarsektorn med tillhörande brytare uppbäres på ett stativ (3) som befinner sig i mitten av ett stationen omgivande slutet hus (1).

2. Station enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att huset (1) är en tornliknande byggnad i tvâ U1 10 15 20 25 30 35 2, 7908902-5 våningar med en av minst en flerfasmatarsektor bestiende högspänningsdel (5) i den andra våningen och en medel- spänningsdel (6) i den första våningen, vilka båda delar uppbäres av stativet (3) som sträcker sig axiellt i mit- ten av huset; att en högspänningstransformator (7, 8) är inkopplad mellan hög- och medelspänningsdelen varvid varje högspänningsmatarsektor är så monterad att den tillsammans med tillhörande ytterligare matarsektorer bildar en fullständig sluten matarring kring det centrala stativet med högspänningsmatarringen axiellt ovanför medelspänningsmatarringen; att varje högspänningsmatar- sektor omfattar: en högspännings-effektbrytare (23-26); två skensek.ioner (19-22) som är anordnade att förbindas med varandra medelst effektbrytaren (23-26) och som båda sträcker sig över en del av matarringen; och två högspännings-frånskiljare (27-30) som vardera utgör en trevägsomkopplare och är för- bundna med en av de två skensektionerna, varvid dessa frånskiljare är anordnade att förbinda de båda skensek- tionerna med högspänningsmatarledningen (11, 12, 17, 18) respektive transformatorns högspänningslindning och för- binda varje ände av den med högspännings-effektbrytaren ej förbundna skensektionen med motsvarande ändar av sken- sektioner av angränsande matarsektorer i matarringen, och att mede1spännings-matareffektbrytaren (41) är an- ordnad att förbindas med transformatorns medelspännings- lindning.

3. Station enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en fullständig medelspännings-matarring bestar av ett flertal skensektioner (37-40) som är krökta längs en omkretsdel av en cirkel, varvid förbindningen mellan an- gränsande skensektioner i ringen omfattar växelvis en kopplings-effektbrytare (47) respektive tvâ medelspän- nings-effektbrytare (41) anordnade i serie, vilkas gemen- samma föreningspunkt är ansluten till högspänningstrans- formatorn. in-.. ...acw . . . _, ...s-...vat 79089Û2-5 11 10

4. Station enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att alla medelspännings-effektbrytarna är vakuum- -strömbrytare.

5. Station enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att en fullständig högspänningsmatarring består av fyra högspännings-effektbrytare (23-26) som är instal- lerade i hörnen av en rektangel, varvid dessa brytare är förbundna med varandra med hjälp av raka skensektioner (19-22), och att högspännings-frånskiljarna (27-30) är förbundna med mittdelarna av dessa skensektioner.