WO2006000443A1 - Gasisolierte mittelspannungs-schaltanlage - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/20Bus-bar or other wiring layouts, e.g. in cubicles, in switchyards
    • H02B1/22Layouts for duplicate bus-bar selection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear

Definitions

  • the invention relates to a gas-insulated medium-voltage switchgear with varnish ⁇ switches, disconnectors and earth elements, according to the preamble of claim 1.
  • a disconnector In electrical switchgear, especially in medium-voltage switchgear, is in addition to a, usually built-in circuit breaker, a disconnector, which is arranged between the circuit breaker and the busbar current path and should occupy three positions: closed position, open position and grounding position.
  • this separator is designed as a three-position disconnector.
  • the movable contact piece of the isolator In the closed position, a connection is made to the live busbar and in the grounding position to ground. In the switch-off position, the movable contact piece of the isolator is in a middle position between switch-on and ground position.
  • separators are used as an independent device in the same gas space as the load or circuit breaker or, especially in Doppelsammeischienen- arrangements in the same gas space as the busbar or even a separate gas space.
  • the electrical part of these devices is always part of the gas space and is connected by means of a gas-tight passage to the drive, which is usually located outside the gas space and is usually performed in medium voltage applications as a mechanical or magnetic drive.
  • the known double busbar arrangements are located in the two, separate busbar spaces on the one hand a Drei einstrenner, on the other hand, a two-position disconnector (no grounding position).
  • grounding the outlet for operator safety, e.g. During maintenance or installation work, the grounding position of the three-position isolator and the switched-on circuit breaker is always carried out. Corresponding electrical and / or mechanical interlocks prevent both the unintentional leaving the grounding position of the three-position disconnector and the switching off of the circuit breaker and thus ensure a secure grounding of the outlet.
  • the isolator in the outgoer isolates the earth potential in the outgoing feeder and the high voltage potential of the busbar from each other in addition to the isolator in the busbar compartment.
  • the invention is therefore based on the object to meet the said requirements and to adapt a gas-insulated medium-voltage switchgear to the specific market needs.
  • circuit breaker room is dimensioned such that both the circuit breaker and the output-side disconnectors and earth electrodes are arranged therein.
  • circuit-breaker compartment has been modified so as to be movable in the direction of the cable connection, i. is increased in height and all three required devices can be arranged in this, i. e. Circuit-breaker as well as disconnector on the output side and earth electrode on the outgoing side.
  • locking means are provided which cause the earth electrode in the outlet can only be inserted when the separator located below the circuit breaker is open.
  • the drives of the switching devices are located exclusively in the low-voltage space (4) and can be actuated both by a motor and by a manual drive. Due to the design of the invention, this can also be solved very compact.
  • sockets are provided, via the voltage converter are externally connected.
  • both the departure-side disconnector and the outlet-side earthing are designed as a push switch.
  • the separators and earthing to perform as a push switch on the one hand allows a compact, space-saving design of the switchgear and on the other hand increased functionality in terms of insulating or dielectric strength.
  • Figure 1 shows the two standard with a three-position disconnector (2) or two-position disconnector (3) equipped busbar spaces (1) and the circuit breaker room (5), with circuit breaker (6) and the two additional devices, the output side disconnector (7) or Erder (8).
  • the latter realize as isolator, the open or closed current path between the lower connection of the circuit breaker and the outlets (10), as grounded in the on state grounding the outlets.
  • the interlocking concept stipulates that the earthing contact can only be inserted in the feeder if the disconnector located below the circuit breaker is open. For a safe and above all redundant earthing of the feeder, both the circuit breaker and the earthing switch in the busbar space as well as the disconnector and the earthing end must be closed in the outgoer, i. to be on.
  • the disconnector can in turn only open when the circuit breaker has previously been turned off.
  • the drives of the switching devices are located exclusively in Niederspa ⁇ nungsraum (4) and can be designed both motorized as well as manual drive.
  • circuit-breaker compartment can be arranged in the circuit-breaker compartment.
  • Voltage transformers (11) can be adapted via a socket. Reference signs: 1 busbar compartment 2 three-position disconnector 3 two-position disconnector 4 low-voltage compartment 5 circuit-breaker compartment 6 circuit-breaker 7 outgoing-side disconnector 8 earthing 9 current transformers or sensors 10 outgoing connections

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  • Power Engineering (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit Leistungsschaltern, Trennern sowie Erdern gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Um hierbei zu erreichen, dass die beschriebenen marktspezifischen Anforderungen erfüllt werden und eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage verbessert wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Leistungsschalterraum derart bemessen ist, dass darin sowohl die Leistungsschalter als auch die abgangsseitigen Trenner und Erder angeordnet sind.

Description

Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage
Die Erfindung betrifft eine Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit Leistungs¬ schaltern, Trennern sowie Erdern, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
In elektrischen Schaltanlagen, insbesondere in Mittelspannungs-Schaltanlagen, befindet sich zusätzlich zu einem, meist fest eingebautem Leistungsschalter auch ein Trenner, der zwischen dem Leistungsschalter und der Sammelschienenstrombahn angeordnet ist und drei Stellungen einnehmen soll: Einschaltstellung, Ausschaltstellung und Erdungsstellung. Damit ist dieser Trenner als Dreistellungstrenner ausgebildet.
In der Einschaltstellung wird eine Verbindung zur spannungsführenden Sammelschiene und in der Erdungsstellung zur Erde hergestellt. In der Ausschaltstellung befindet sich das bewegliche Kontaktstück des Trenners in einer Mittelstellung zwischen Einschalt- und Erdungsstellung.
Herkömmliche Dreistellungstrenner sind als Schub- bzw. Messerschalter bekannt.
Im allgemeinen werden Trenner als eigenständiges Gerät in demselben Gasraum wie der Last- bzw. Leistungsschalter oder, insbesondere bei Doppelsammeischienen- Anordnungen, im gleichen Gasraum wie die Sammelschiene oder gar einem separaten Gasraum eingesetzt. Der elektrische Teil dieser Geräte ist stets Bestandteil des Gasraumes und ist mittels einer gasdichten Durchführung mit dem Antrieb verbunden, der sich gewöhnlich außerhalb des Gasraumes befindet und üblicherweise in Mittelspannungs-Anwendungen als mechanischer oder magnetischer Antrieb ausgeführt wird. In den bekannten Doppelsammelschienen-Anordnungen befinden sich in den beiden, separaten Sammelschienenräumen zum einen ein Dreistellungstrenner, zum anderen ein Zweistellungstrenner (keine Erdungsstellung).
Das Erden des Abgangs zur Sicherheit des Bedienpersonals, z.B. bei Wartungs- bzw. Montagearbeiten, erfolgt in jedem Fall über die Erdungsstellung des Dreistellungstrenners und des eingeschalteten Leistungsschalters. Entsprechende elektrische und/oder mechanische Verriegelungen verhindern sowohl das unbeabsichtigte Verlassen der Erdungsstellung des Dreistellungstrenners als auch das Ausschalten des Leistungsschalters und gewährleisten damit eine sichere Erdung des Abganges.
Die zuvor beschriebene Methode der Erdung des Abganges ist in vielen Teilen der Welt akzeptiert und findet weitverbreitet Anwendung. Seitens des amerikanischen Marktes werden jedoch sowohl ein zusätzlicher Trenner als auch ein zusätzlicher Erder im Abgang, d.h. also zwischen Leistungschalter und den Abgängen, welche meist als Kabel aber auch als feststoff- bzw. gasisolierte Schiene ausgeführt sind, gefordert.
Der Trenner im Abgang isoliert zusätzlich zum Trenner im Sammelschienenraum das Erdpotential im Abgang und das Hochspannungspotential der Sammelschiene voneinander.
Diese Anforderung läßt sich jedoch häufig aufgrund der vorgebenen Abmessungen und Anordnungen der einzelnen Funktionsräume nicht realisieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die besagten Forderungen zu erfüllen und eine gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage den besonderen Marktbedürfnissen anzupassen.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer gasisolierten Mittelspannungs-Schaltanlage der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Leistungsschalterraum derart bemessen ist, dass darin sowohl die Leistungsschalter als auch die abgangsseitigen Trenner und Erder angeordnet sind.
D.h. um ein möglichst kompaktes Design und praktisch unveränderte äußere Abmessungen hinsichtlich Breite, Höhe und Tiefe der Schaltanlage beibehalten zu können, ist nur der Leistungsschalterraum dahingehend verändert, dass er in Richtung des Kabelanschlusses, d.h. in seiner Höhe vergrößert ist und alle drei benötigten Geräte in diesem angeordnet werden können, d.h. Leistungsschalter sowie abgangsseitiger Trenner und abgangsseitiger Erder.
Bezüglich der Lage der Sammelschienen ist gesichert, das sich Felder in dieser Sonderausführung unproblematisch mit der Standardausführung (ohne abgangsseitigen Trenner und Erder) sammelschienenseitig koppeln lassen.
Besonders hervorzuheben ist dabei die praktisch einheitliche Ausführung der Drei- bzw. Zweistellungstrenner, unabhängig davon, ob diese in den Sammelschienenräumen oder im Leistungsschalterraum angeordnet sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die bewirken, dass der Erder im Abgang nur eingelegt werden kann, wenn der unterhalb des Leistungsschalters befindliche Trenner geöffnet ist. Für eine sichere und vor allem redundante Erdung des Abganges müssen sowohl der Leistungsschalter und der Erdungsschalter im Sammelschienenraum als auch der Trenner und der Erder im Abgang geschlossen, d.h. eingeschaltet sein.
Weiterhin ist ausgestaltet, dass über die Veriegelungsmittel der Trenner sich nur öffnen lässt, wenn der Leistungsschalter zuvor ausgeschaltet wurde. Auch die Verriegelungselemente sind in dieser Bauform gut unterbring- und bedienbar. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antriebe der Schaltgeräte sich ausschließlich im Niederspannungsraum (4) befinden und sowohl motorisch als mit einem Handantrieb betätigbar sind. Durch die erfindungsgemäße Bauform lässt sich auch dies sehr kompakt lösen.
Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass im Leistungschalterraum Stromwandler und/oder - sensoren (9) angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich allen nötigen und möglichen Funktionen auch baulich zusammenfassen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass Steckbuchsen vorgesehen sind, über die Spannungswandler extern anschließbar sind.
In letzter aber fundamental vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass sowohl der abgangsseitige Trenner als auch der abgangsseitige Erder als Schubschalter ausgeführt sind.
Die Trenner und Erder als Schubschalter auszuführen, ermöglicht zum einen eine kompakte, platzsparende Bauweise der Schaltanlage und zum anderen eine erhöhte Funktionalität hinsichtlich des Isoliervermögens bzw der dielektrischen Festigkeit.
Die Betätigung der Antriebe motorisch oder mit der Hand, z.B. wenn keine Hilfsspannung vorhanden ist, stellt betriebsmäßige Handlungen dar. Motorisch betätigte Antriebe lassen sich, z.B. im wenig wahrscheinlichen Fall des Ausfalls der Hilfsspannung, auch per Hand verfahren, was eine sogenannte „Hand-Not-Aus"- Betätigung darstellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Fig.1 zeigt die beiden standardmäßig mit einem Dreistellungstrenner (2) bzw. Zweistellungstrenner (3) ausgerüsteten Sammelschienenräume (1) sowie den Leistungsschalterraum (5), mit Leistungsschalter (6) und den beiden zusätzlichen Geräten, dem abgangsseitigen Trenner (7) bzw. Erder (8). Letztgenannte realisieren als Trenner die geöffnete oder geschlossene Strombahn zwischen dem unteren Anschluß des Leistungsschalters und den Abgängen (10), als Erder im eingeschalteten Zustand das Erden der Abgänge.
Das Verriegelungskonzept sieht vor, dass der Erder im Abgang nur eingelegt werden kann, wenn der unterhalb des Leistungsschalters befindliche Trenner geöffnet ist. Für eine sichere und vor allem redundante Erdung des Abganges müssen sowohl der Leistungsschalter und der Erdungsschalter im Sammelschienenraum als auch der Trenner und der Erder im Abgang geschlossen, d.h. eingeschaltet sein.
Der Trenner läßt sich wiederum nur öffnen, wenn der Leistungsschalter zuvor ausgeschaltet wurde.
Die Antriebe der Schaltgeräte befinden sich ausschließlich im Niederspaπnungsraum (4) und können sowohl motorisch betätigbar als auch als Handantrieb ausgeführt sein.
Darüberhinaus können im Leistungschalterraum Stromwandler oder - sensoren (9) angeordnet sein. Spannungswandler (11) lassen sich über eine Steckbuchse adaptieren. Bezugszeichen: 1 Sammelschienenräume 2 Dreistellungstrenner 3 Zweistellungstrenner 4 Niederspannungsraum 5 Leistungsschalterraum 6 Leistungsschalter 7 abgangsseitiger Trenner 8 Erder 9 Stromwandler oder -Sensoren 10 Abgänge

Claims

raientansprucne:
1. Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit Leistungsschaltern, Trennern sowie Erdern dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsschalterraum derart bemessen ist, dass darin sowohl die Leistungsschalter als auch die abgangsseitigen Trenner und Erder angeordnet sind.
2. Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die bewirken, dass der Erder im Abgang nur eingelegt werden kann, wenn der unterhalb des Leistungsschalters befindliche Trenner geöffnet ist. Für eine sichere und vor allem redundante Erdung des Abganges müssen sowohl der Leistungsschalter und der Erdungsschalter im Sammelschienenraum als auch der Trenner und der Erder im Abgang geschlossen, d.h. eingeschaltet sein.
3. Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Veriegelungsmittel der Trenner sich nur öffnen lässt, wenn der Leistungsschalter zuvor ausgeschaltet wurde.
4. Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe der Schaltgeräte sich ausschließlich im Niederspannungsraum (4) befinden und sowohl motorisch als mit einem Handantrieb betätigbar sind.
5. Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Leistungschalterraum Stromwandler und/oder - sensoren (9) angeordnet sind.
6. Gasisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Steckbuchsen vorgesehen sind, über die Spannungswandler (11) extern anschließbar sind.
7. Gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der abgangsseitige Trenner als auch der abgangsseitige Erder als Schubschalter ausgeführt sind.
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