WO2021228485A1 - Umspannwerk - Google Patents

Umspannwerk Download PDF

Info

Publication number
WO2021228485A1
WO2021228485A1 PCT/EP2021/059741 EP2021059741W WO2021228485A1 WO 2021228485 A1 WO2021228485 A1 WO 2021228485A1 EP 2021059741 W EP2021059741 W EP 2021059741W WO 2021228485 A1 WO2021228485 A1 WO 2021228485A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substation
transformer
switchgear
housing
transport
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/059741
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg FINDEISEN
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2021228485A1 publication Critical patent/WO2021228485A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/26—Casings; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/52—Mobile units, e.g. for work sites
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B5/00—Non-enclosed substations; Substations with enclosed and non-enclosed equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B7/00—Enclosed substations, e.g. compact substations

Definitions

  • the invention relates to a substation, in particular a mobile substation.
  • a mobile substation has a transportable switchgear that is designed, for example, on a semi-trailer or semi-trailer, on a frame or within a shelter as a so-called e-house.
  • a mobile substation has all the components required for a complete substation, such as a power transformer, protection and control systems, as well as AC and DC auxiliary power supplies.
  • the transformer of a mobile substation is usually attached to a low loader and has bushings to which the switchgear is closed via lines, busbars and / or cables.
  • Such a mobile substation requires a lot of space, which restricts the maximum output of the mobile substation, or leads to the division of the mobile substation over several low-loaders.
  • the substation usually remains on the low-loader (or low-loaders) while it is in operation.
  • the components of a mobile substation are completely checked at the factory before they are delivered and must still be electrically connected to one another at the place of use of the mobile substation. This leads to exposed electrical connections that must be protected against access and contact.
  • Mobile substations are used, for example, to restore the electrical energy supply after a power failure, for example due to accidents or natural disasters, or to avoid disruptions during expansion or renovation work on an electrical energy supply network.
  • Mobile substations are also used to accelerate industrial and infrastructure projects. Such projects often depend crucially on the grid connection to an electrical energy supply network.
  • Mobile substations can be mobilized at an early stage of the projects in order to establish the network connection.
  • mobile substations are used to supply energy in remote areas, for example to operate mining or to produce oil or gas.
  • Mobile transformer substructures are suitable for these purposes, as they can be easily mobilized on site, require little effort for final assembly on site and little construction work and, with appropriate design, can offer protection from extreme environmental conditions, for example.
  • the invention is based on the object of providing a substation that is improved in particular with regard to its compactness and portability.
  • a substation according to the invention comprises at least the following components:
  • At least one control device for controlling the operation of the substation and - Connection devices for connecting the substation to an electrical supply network, wherein
  • these components are electrically connected to one another and are mechanically connected to one another both during operation and when the substation is transported, so that they can be set up and / or transported together.
  • the electrical and mechanical connection of the components of the substation both during operation and during a transport of the substation enables the substation to be easily installed at a location.
  • the invention implements a minimal interface management between interfaces of the components, since the components are already electrically and mechanically connected. Furthermore, the assembly effort and the assembly time at the place of use are advantageously reduced.
  • a preferred embodiment of the transformer station according to the invention has at least one component carrier which is attached to the transformer and on which further components of the transformer station are arranged in such a way that the center of mass of the transformer station is within the transformer.
  • the aforementioned embodiment of the invention takes into account that the transformer of a (mobile) substation is usually by far the most massive component of the substation and is therefore suitable for carrying the other components in the aforementioned arrangement. This is implemented by one or more component carriers attached to the transformer, on which the other components are arranged in the aforementioned manner.
  • At least one component carrier is made in several parts and has several levels that are connected to miteinan via struts, for example in the manner of a framework construction.
  • all fastening points for connecting the transformer with a mounting surface for setting up the transformer and all bearing surfaces on which the transformer rests on the mounting surface after the transformer has been set up are on the transformer and / or at least arranged on a component carrier.
  • the transformer has runners or extendable supports for setting up and supporting the entire transformer substation on a set-up area.
  • the component carriers are advantageously arranged and fastened on the longitudinal sides of the transformer.
  • Components which have a high mass are preferably arranged near the center of mass of the transformer.
  • the component carriers are extended on both sides over the length of the transformer.
  • the center of mass of the entire order tensioning mechanism is formed within the transformer. This enables the formation of a compact and stable substation with a small total footprint.
  • At least one switchgear in particular a gas-insulated switchgear, is directly electrically connected to the transformer via high-voltage bushings; the main assemblies of the switchgear are in a stabilization
  • the substation frame of the switchgear is anchored and the stabilization frame is mechanically supported on at least one component carrier.
  • the main assemblies of the switchgear are fixed and anchored in their position to one another by the stabilizing frame, so that relative movements of the assemblies of the switchgear to one another can be excluded. As a result, adjustment and maintenance work on sensitive switching elements before the substation is commissioned is avoided.
  • the aforementioned embodiment of the invention also enables a compact and stable connection of a switchgear to the transformer of the substation, thus further reducing the space required for the substation and facilitating its transport and assembly.
  • the stabilizing frame is stored decoupled from at least one component carrier by means of vibration dampers and the vibration dampers are matched to the mass of the components of the switchgear arranged in the stabilizing frame and the operating frequency of the transformer.
  • the aforementioned embodiment of the invention partially reduces the transmission of the vibrations that occur during operation of the transformer to the switchgear. Furthermore, the switchgear is protected from the effects of vibrations which, for example, act on the substation during transport of the substation or in seismographically active environments.
  • Another embodiment of the substation according to the invention has transport carrier brackets which are set up for releasable Mon animals of transport carriers for transporting the substation.
  • the substation has on opposite sides of the transformer mountable and interconnectable transport carriers, the fastening devices for connecting to a transport means, in particular pads and connecting pins for connecting to a chassis and / or a semi-trailer.
  • the aforementioned embodiment of the invention makes it easier to transport the substation by installing transport carriers on the transformer, which can be removed after transport so that they do not interfere with the operation of the substation.
  • the invention comprises a substation with a plurality of components, the components being supported by component carriers on the transformer or attached to it.
  • the transformer in turn has transport carrier brackets, which are also designed for the total weight of the substation and via which the substation is attached to the transport carrier or transport carrier system during transport of the substation.
  • transport carriers have no connection to the other components of the substation, can be dismantled and can be removed after the substation has been transported.
  • the transformer preferably has support points which are formed by runners or extendable supports and are dimensioned for the total mass of the substation. These carry the entire substation at the installation site.
  • the sole installation of the substation on the runners or the retractable supports of the transformer significantly reduces the substation's footprint. Less effort is required to prepare the installation area at the installation site of the substation.
  • At least one switchgear is arranged within a housing and conductively connected to the transformer via an electrical connection, the housing of the switchgear being connected to the transformer via a flange connection that closes the electrical connection.
  • the flange connection can comprise a housing flange attached to the housing of the switchgear and an adjoining counterflange, the electrical connection being passed through an insulating liquid-gas bushing, which at a transition from a switchgear-side dome and a transformer-side dome connected to the transformer is arranged.
  • the mating flange is attached to the outside of the transformer-side dome, the housing flange has an inside diameter which is greater than the maximum radial extent of the insulating liquid-gas bushing and the transformer-side dome is attached to the transformer, protrudes into the housing of the switchgear and is from enclosed by the housing flange.
  • the direct connection means that no relative movements are possible between the transformer and the switchgear and consequently no compensation Devices (compensators or cable loops) are necessary. Furthermore, a safer connection of the switchgear with the transformer, protected from environmental influences and contact by people, is made possible.
  • the housing of the switchgear can be thermally decoupled from the transformer by a gap between the switchgear and the transformer and / or by a thermal shielding element which is arranged between the housing of the switchgear and the transformer.
  • the permissible temperature of the transformer can considerably exceed the permissible temperature in the interior of the switchgear housing.
  • the thermal decoupling described prevents impermissible heating of the interior of the switchgear housing.
  • the aforementioned refinements of the invention enable, in particular, an electrical connection between a gas-insulated switchgear and a transformer filled with an insulating liquid via a suitable insulating liquid-gas feedthrough and a flange connection.
  • At least one component carrier for supporting the substation is formed out during transport of the substation.
  • a component carrier functions advantageously not only as a support for compo nents of the substation, but also serves as a support for the entire substation during its transport.
  • the insulating liquid can be a mineral oil-based fluid or an alternative insulating liquid, for example based on an ester.
  • Another embodiment of the substation according to the invention comprises an expansion tank for the thermally induced volumetric flow Lumen fluctuations of the insulating liquid of the transformer and a Buchholz relay arranged in a connecting line between the transformer and the expansion tank, where the expansion tank is located below a top edge of the transformer housing and the Buchholz relay is located above the top edge of the transformer housing.
  • the described arrangement of the expansion tank allows easy compliance with the maximum transport height for road transport, while ensuring the function of the book wood relay.
  • the transformer is hermetically sealed. Furthermore, a gas cushion is provided to compensate for volume fluctuations of the insulating liquid in the expansion vessel and this gas cushion is at least partially arranged in one or more gas compression vessels fastened to at least one component carrier.
  • An additional hermetic closure of the transformer enables the transformer to be more maintenance-free and reduces the aging of the transformer's insulation.
  • the gas cushion can be placed in the expansion vessel as well as in additional gas compression vessels.
  • additional gas compression vessels enables flexible accommodation of the volume required for the gas cushion in the spaces between the electrical components of the transformer and thus a small size of the same.
  • FIG. 2 shows the substation shown in FIG. 1 on a tractor-trailer for transporting the substation
  • FIG. 3 shows a first sectional view of the substation shown in FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a second sectional view of the substation provided in FIG. 1,
  • FIG. 5 shows a third sectional view of the substation provided in FIG. 1,
  • FIG. 6 shows a rear view of the substation shown in FIG. 1,
  • FIG. 9 shows the substation shown in FIG. 8 in the area of a flange connection between the transformer and a switchgear of the substation before the flange connection is closed
  • FIG. 11 shows a fifth embodiment of a substation.
  • FIGS 1 to 6 show a first exemplary embodiment of a transformer substation according to the invention 1.
  • the transformer substation 1 includes, inter alia, a transformer 3, two switchgears 5, 7, two component carriers 9, an expansion vessel 11 and a Buchholz relay 13.
  • Figure 1 shows the substation 1 after it has been set up on a set-up area 15.
  • Figure 2 shows the substation 1 on a semitrailer with a tractor unit 17 and a satellite trailer 18 for transporting the substation 1.
  • Figure 3 shows a first cross-sectional view of the substation 1 with a through a first switchgear 5 extending sectional plane.
  • FIG. 4 shows a second cross-sectional representation of the substation 1 with a sectional plane running through the transformer 3.
  • FIG. 5 shows a third cross-sectional view of the substation 1 with a sectional plane running through the second switchgear 7.
  • FIG. 6 shows a rear view of the substation 1.
  • the switchgear 5, 7 are arranged on opposite sides of the transformer 3 in a longitudinal direction and have connection devices 19, 21 with high-voltage connections 20, 22 for connecting the substation 1 to an electrical supply network.
  • the transformer 3 has extendable supports 23 for setting up the substation 1 on the set-up area 15.
  • the undersides of the supports 23 form the only support surfaces 25 on which the substation 1 rests after it has been set up on the installation surface 15.
  • the component carriers 9 are arranged on opposite sides of the transformer 3 in a transverse direction. Each component carrier 9 runs in the longitudinal direction on the respective side of the transformer 3 and is fastened to component carrier holders 27 which are arranged on the transformer 3 on this side.
  • the switchgear 5, 7 and the expansion vessel 11 are arranged on the component carriers 9 via fastening elements 29 to 33.
  • the expansion vessel 11 is set up to compensate for volume fluctuations of an insulating liquid in the transformer 3.
  • the expansion vessel 11 is connected to the transformer 3 via a connecting line 35, in which the insulating liquid between the transformer 3 and the expansion vessel 11 can flow.
  • the expansion vessel 11 is arranged below an upper edge 37 of a transformer housing 38 of the transformer 3.
  • the Buchholz relay 13 is arranged above a liquid level of the insulating liquid of the transformer 3 and above the upper edge 37 of the transformer housing 38 in the connecting line 35.
  • two transport supports 39 can be mounted on the transformer 3 (the transport supports 39 are shown in dashed lines in FIGS. 2 to 6, since they are removed after transport).
  • the transport carriers 39 are arranged on opposite sides of the transformer 3 in the transverse direction. Each transport carrier 39 runs in the longitudinal direction on the respective side of the transformer 3 and can be detachably mounted on transport carrier holders 41 which are arranged on the transformer 3 on this side.
  • About the transport carrier 39 is the order tensioning mechanism 1 during transport by the tractor-trailer on the semi-trailer 18 of the tractor-trailer.
  • the transport carriers 39 have fastening devices (not shown in FIG. 2) for connecting to the semi-trailer 18, for example supports and connecting pins.
  • the switchgear 5, 7 each have a support frame 43, 45 which is fastened with fastening elements 29 to 33 on the component carriers 9.
  • FIG. 7 shows a second exemplary embodiment of a transformer substation 1 according to the invention in a longitudinal section.
  • two component carriers 9, 10 are arranged parallel to each other and one above the other on each longitudinal side of the transformer 3.
  • the components T carriers 9, 10 can be connected to each other via struts, for example in the manner of a framework construction, to form a multi-part component.
  • the first switchgear 5 is gas-insulated with a control device 46 leads.
  • the connection devices 19 of the first switchgear 5 are designed as gas-air feedthroughs.
  • the main assemblies of the first switchgear 5 are anchored in a stabilization frame 47.
  • the stabilizing frame 47 is mounted decoupled from the lower component carriers 10 by means of vibration dampers 49.
  • the vibration damper 49 are matched to the mass of the assemblies of the first switchgear 5 and the operating frequency of the transformer 3 that are arranged in the stabilizing frame 47.
  • the first Druckanla ge 5 is connected to the transformer 3 by an insulating-gas bushing 50.
  • the insulating liquid gas bushing 50 is arranged at a transition from a switchgear-side dome 68 connected to the first switchgear 5 and a transformer-side dome 66 connected to the transformer and has a switchgear-side connection flange 52 and a transformer-side connection flange 56.
  • FIGS. 8 and 9 show a third exemplary embodiment of a substation 1 according to the invention. Since FIG. 8 shows a longitudinal sectional view of the entire substation 1 on a semi-trailer 18 and FIG. 9 shows a longitudinal sectional view of the transformer substation 1 in the area of a flange connection between the transformer 3 and the first switchgear 5 of the substation 1 before closing the flange connection.
  • the first switchgear 5 is designed gasisolated and arranged in a housing 80 which is arranged on the component carriers 9.
  • the main assemblies of the first switchgear 5 are anchored in a Stabilmaschinesrah men 47 which is arranged in the housing 80 and is decoupled from the housing 80 and thus also from the component carriers 9 by means of vibration dampers 49.
  • the first switchgear 5 is conductively connected to the transformer 3 via an electrical connection, the housing 80 of the first switchgear 5 being connected to the transformer 3 via a flange connection enclosing the electrical connection.
  • the flange connection comprises a housing flange 62 attached to the housing 80 and an adjoining counter-flange 64, the electrical connection being carried out through an insulating liquid-gas bushing 50.
  • the insulating liquid gas bushing 50 is arranged at a transition from a switchgear-side dome 68 connected to the first switchgear 5 and a transformer-side dome 66 connected to the transformer 3.
  • the counter flange 64 is arranged on the outside of the transformer-side dome 66.
  • the housing flange 62 has an inner diameter Dil, which is greater than the maximum radial expansion DA2 of the insulating liquid gas bushing 50.
  • the transformer-side dome 66 is attached to the transformer 3 and protrudes into the housing 80 of the first switchgear 5 and is from the Housing flange 62 enclosed.
  • the housing 80 is thermally decoupled from the transformer 3 by a gap 69 between the first switchgear 5 and the transformer 3 and by a thermal shielding element 70, which is arranged between the housing 80 and the transformer 3.
  • the temperature of the transformer 3 can exceed 100 ° C.
  • the thermal decoupling described prevents impermissible heating of the interior of the housing 80 of the switchgear 5.
  • the substation 1 further comprises a cooling device 72 designed as a heat exchanger for cooling the transformer 3.
  • FIG. 10 shows a fourth exemplary embodiment of a transformer substation 1 according to the invention.
  • component supports 9 are also designed to support the transformer substation 1 when the transformer substation 1 is transported, that is, the component supports 9 also perform the functions on the transport carrier 39.
  • the component carriers 9 each have extendable supports 24, and the transformer 3 has, in addition to extendable supports 23, runners 79 on which the substation 1 can be set up.
  • cooling devices 73 are arranged which, for example, have radiators for cooling the transformer 3.
  • the component carriers 9 also have fastening devices 74 for connecting to a means of transport, in particular supports and connecting pins for connecting to a chassis and / or a semi-trailer 18.
  • a cooling device 72 designed as a heat exchanger, a switching unit 77, an expansion vessel 11, a gas compression vessel 75, a measuring transducer 76 and cable connection sockets 78 are arranged.
  • the switching unit 77 is designed as an air-insulated switching unit.
  • the components 11, 75, 76 of the substation 1 located next to the switching unit 77 are therefore arranged in such a way that the required electrical distances from the high-voltage parts of the switching unit 77 are maintained.
  • the transformer 3 is hermetically sealed and to compensate for volume fluctuations in the Isolierflüs fluid in the expansion vessel 11, a gas cushion is provided. This gas cushion is at least partially arranged in the gas compression vessel 75.
  • FIG. 11 shows a fifth exemplary embodiment of a transformer substation 1 according to the invention in a longitudinal section.
  • This exemplary embodiment differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 8 essentially only in that the transformer 3 has runners 79 instead of extendable supports 23, and that the component carriers 9 do not run along the longitudinal sides of the transformer 3, but on the front side of the transformer 3 are arranged and support the first switchgear 5.
  • the invention has been illustrated and described in detail by preferred embodiment examples, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Umspannwerk (1). Das Umspann-werk (1) umfasst wenigstens einen Transformator (3), eine Kühlvorrichtung (72, 73) zum Kühlen des Transformators (3), eine Schaltanlage (5, 7), elektrische Schutzeinrichtun-gen (13, 77), Messeinrichtungen (76) zum Messen von Betriebskenngrößen des Umspannwerks (1), wenigstens eine Regelungseinrichtung (46) zum Regeln des Betriebs des Umspannwerks (1) und Anschlussvorrichtungen (19, 21) zum Anschließen des Umspannwerks (1) an ein elektrisches Versorgungsnetz. Diese Komponenten sind elektrisch miteinander verbunden und sowohl im Betrieb als auch bei einem Transport des Umspannwerks (1) mechanisch miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam aufstellbar und/oder transportierbar sind.

Description

Beschreibung
Umspannwerk
Die Erfindung betrifft ein Umspannwerk, insbesondere ein mo biles Umspannwerk.
Ein mobiles Umspannwerk weist eine transportable Schaltanlage auf, die beispielsweise auf einem Auflieger oder Sattelanhä nger, auf einem Rahmen oder innerhalb eines Schutzraums als ein so genanntes E-House ausgeführt ist. Neben einer Schalt anlage weist ein mobiles Umspannwerk alle für ein komplettes Umspannwerk notwendigen Komponenten auf wie einen Leistungs transformator, Schutz- und Steuerungssysteme sowie Wechsel strom- und Gleichstrom-Hilfsstromversorgungen. Der Transfor mator eines mobilen Umspannwerks wird in der Regel auf einem Tieflader befestigt und weist Durchführungen auf, an die über Leitungen, Sammelschienen und/oder Kabel die Schaltanlage an geschlossen wird. Ein derartiges mobiles Umspannwerk benötigt einen hohen Raumbedarf, welcher die maximale Leistung des mo bilen Umspannwerks einschränkt, oder zur Aufteilung des mobi len Umspannwerks auf mehrere Tieflader führt. Das Umspannwerk verbleibt in der Regel auch in dessen Betrieb auf dem Tiefla der (oder den Tiefladern). Die Komponenten eines mobilen Um spannwerks sind vor ihrer Auslieferung vollständig werkssei tig geprüft und müssen an dem Einsatzort des mobilen Umspann werks noch miteinander elektrisch verbunden werden. Dies führt zu frei liegenden elektrischen Verbindungen, die gegen Zutritt und Berührung geschützt werden müssen.
Mobile Umspannwerke werden beispielsweise zur Wiederherstel lung der elektrischen Energieversorgung nach einem Stromaus fall zum Beispiel durch Havarien oder Naturkatastrophen oder zur Vermeidung von Störungen bei Erweiterungs- oder Sanie rungsarbeiten an einem elektrischen Energieversorgungsnetz eingesetzt . Ferner werden mobile Umspannwerke zur Beschleunigung von In dustrie- und Infrastrukturprojekten eingesetzt. Derartige Projekte hängen oft entscheidend von der Netzanbindung an ein elektrisches Energieversorgungsnetz ab. Mobile Umspannwerke können in einem Frühstadium der Projekte mobilisiert werden, um die Netzanbindung herzustellen.
Des Weiteren werden mobile Umspannwerke zur Energieversorgung in entlegenen Gegenden eingesetzt, beispielsweise um dort Bergbau zu betreiben oder Öl oder Gas zu fördern. Mobile Um spannwerke eignen sich für diese Zwecke, da sie vor Ort ein fach mobilisiert werden können, einen geringen Aufwand für die Endmontage vor Ort und geringe Bauarbeiten verursachen und bei entsprechender Ausgestaltung Schutz beispielsweise vor extremen Umgebungsbedingungen bieten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umspannwerk an zugeben, das insbesondere hinsichtlich seiner Kompaktheit und Transportierbarkeit verbessert ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Umspannwerk umfasst wenigstens folgende Komponenten:
- einen Transformator,
- wenigstens eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Transforma tors,
- wenigstens eine Schaltanlage,
- elektrische Schutzeinrichtungen,
- Messeinrichtungen zum Messen von Betriebskenngrößen des Um spannwerks,
- wenigstens eine Regelungseinrichtung zum Regeln des Be triebs des Umspannwerks und - Anschlussvorrichtungen zum Anschließen des Umspannwerks an ein elektrisches Versorgungsnetz, wobei
- diese Komponenten elektrisch miteinander verbunden sind und sowohl im Betrieb als auch bei einem Transport des Umspann werks mechanisch miteinander verbunden sind, so dass sie ge-meinsam aufstellbar und/oder transportierbar sind.
Die elektrische und mechanische Verbindung der Komponenten des Umspannwerks sowohl im Betrieb als auch bei einem Trans port des Umspannwerks ermöglicht eine einfache Installation des Umspannwerks an einem Einsatzort. Insbesondere realisiert die Erfindung ein minimales Schnittstellenmanagement zwischen Schnittstellen der Komponenten, da die Komponenten bereits elektrisch und mechanisch verbunden sind. Ferner werden der Montageaufwand und die Montagezeit am Einsatzort vorteilhaft reduziert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Umspann werks weist wenigstens einen Komponententräger auf, der an dem Transformator befestigt ist und an dem weitere Komponen ten des Umspannwerks derart angeordnet sind, dass der Massen mittelpunkt des Umspannwerks innerhalb des Transformators liegt.
Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt, dass der Transformator eines (mobilen) Umspannwerks in der Regel die bei weitem massereichste Komponente des Umspann werks ist und daher geeignet ist, die anderen Komponenten, bei der vorgenannten Anordnung derselben, zu tragen. Dies wird durch einen oder mehrere an dem Transformator befestigte Komponententräger realisiert, an denen die anderen Komponen ten in der genannten Weise angeordnet sind.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks ist wenigstens ein Komponententräger mehrteilig ausgeführt und weist mehrere Ebenen auf, die über Streben, beispielsweise nach Art einer Fachwerkkonstruktion, miteinan der verbunden sind. Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vor teilhaft eine stabile und flexible Anordnung von Komponenten des Umspannwerks an einem sich über mehrere Ebenen erstre ckenden Komponententräger.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks sind alle Befestigungspunkte zum Verbinden des Um spannwerks mit einer AufStellfläche zum Aufstellen des Um spannwerks und alle Auflageflächen, an denen das Umspannwerk an der AufStellfläche nach dem Aufstellen des Umspannwerks anliegt, an dem Transformator und/oder an wenigstens einem Komponententräger angeordnet.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks weist der Transformator Kufen oder ausfahrbare Stützen zum Aufstellen und Tragen des gesamten Umspannwerks auf einer AufStellfläche auf.
Vorteilhafterweise werden die Komponententräger an den Längs seiten des Transformators angeordnet und befestigt. Bevorzugt werden dabei Komponenten, welche eine hohe Masse aufweisen, nahe dem Massenmittelpunkt des Transformators angeordnet. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Komponententräger dabei beidseitig über die Länge des Transformators verlän gert.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Komponenten auf dem Komponententräger wird der Massenmittelpunkt des gesamten Um spannwerks innerhalb des Transformators gebildet. Dadurch wird die Bildung eines kompakten und standfesten Umspannwerks mit einer kleinen Gesamtauflagefläche ermöglicht.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks ist wenigstens eine Schaltanlage, insbesondere ei ne gasisolierte Schaltanlage, über Hochspannungsdurchführun gen direkt mit dem Transformator elektrisch verbunden, die Hauptbaugruppen der Schaltanlage sind in einem Stabilisie- rungsrahmen der Schaltanlage verankert und der Stabilisie rungsrahmen ist mechanisch auf wenigstens einem Komponenten träger abgestützt.
Durch den Stabilisierungsrahmen werden die Hauptbaugruppen der Schaltanlage in ihrer Position zueinander fixiert und verankert, so dass Relativbewegungen der Baugruppen der Schaltanlage zueinander ausgeschlossen werden können. Dadurch werden weiterhin Justage- und Wartungsarbeiten an sensiblen Schaltelementen vor der Inbetriebnahme des Umspannwerks ver mieden. Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung ermög licht ferner eine kompakte und stabile Anbindung einer Schaltanlage an den Transformator des Umspannwerks, reduziert damit weiter den Raumbedarf für das Umspannwerk und erleich tert dessen Transport und Montage.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks ist der Stabilisierungsrahmen mittels Schwingungs dämpfern von wenigstens einem Komponententräger entkoppelt gelagert und die Schwingungsdämpfer sind auf die Masse der im Stabilisierungsrahmen angeordneten Baugruppen der Schaltanla ge und die Betriebsfrequenz des Transformators abgestimmt.
Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung reduziert vor teilhaft die Übertragung der beim Betrieb des Transformators auftretenden Schwingungen auf die Schaltanlage. Weiterhin wird die Schaltanlage vor den Auswirkungen von Erschütterun gen, die beispielsweise beim Transport des Umspannwerks oder in Seismografisch aktiven Umgebungen auf das Umspannwerk ein wirken, geschützt.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Umspannwerks weist Transportträgerhalterungen auf, die zum lösbaren Mon tieren von Transportträgern für einen Transport des Umspann werks eingerichtet sind. Beispielsweise weist das Umspannwerk auf sich gegenüberliegenden Seiten des Transformators mon tierbare und miteinander verbindbare Transportträger auf, die Befestigungseinrichtungen zum Verbinden mit einem Transport- mittel, insbesondere Auflagen und Verbindungszapfen zum Ver binden mit einem Fahrgestell und/oder einem Sattelauflieger, aufweisen.
Die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung erleichtert vor teilhaft einen Transport des Umspannwerks durch die Montage von Transportträgern an dem Transformator, die nach dem Transport wieder entfernt werden können, so dass sie im Be trieb des Umspannwerks nicht stören.
Mit anderen Worten umfasst die Erfindung ein Umspannwerk mit mehreren Komponenten, wobei die Komponenten von Komponenten trägern auf dem Transformator abgestützt beziehungsweise an diesem befestigt sind. Der Transformator verfügt wiederum über Transportträgerhalterungen, welche ebenfalls für das Ge samtgewicht des Umspannwerks ausgelegt sind und über die das Umspannwerk auf dem Transportträger beziehungsweise Trans portträgersystem beim Transport des Umspannwerks befestigt wird. Diese Transportträger haben keine Verbindung zu den an deren Komponenten des Umspannwerks, sind demontierbar ausge führt und können nach dem Transport des Umspannwerks entfernt werden.
Durch die Befestigung der Komponenten auf dem Komponententrä ger und die Trennung des Komponententrägers vom Transportmit tel und dem Transportträger sind keinerlei für den Transport notwendigen Systeme für den Zusammenhalt und die Funktion des Umspannwerks notwendig.
Ferner müssen nach Aufstellung des Transformators keine Transportmittel mehr am Umspannwerk verbleiben. Transportmit tel wie Sattelauflieger oder Trailer können nach Aufstellung des Umspannwerks entfernt werden. Da der Einsatz dieser mobi len Umspannwerke zumeist viele Monate anhält, werden die Transportmittel nicht mehr blockiert. Da diese Transportmit tel die Anforderungen eines Straßenfahrzeuges erfüllen müs sen, sind diese sehr kostspielig. Weiterhin entfallen die vorschriftsmäßigen, regelmäßig durchzuführenden Untersuchun- gen beziehungsweise Inspektionen zur Gewährleistung der Ver kehrssicherheit. Es genügt, bei Bedarf ein Transportmittel am Lagerplatz für mobile Umspannwerke kurzfristig für einen Transport bereitstellen zu können.
Bevorzugt weist der Transformator Auflagestellen auf, welche durch Kufen oder ausfahrbare Stützen gebildet werden und für die Gesamtmasse des Umspannwerks bemessen sind. Diese tragen das gesamte Umspannwerk am Aufstellort.
Die alleinige Aufstellung des Umspannwerks über die Kufen o- der ausfahrbaren Stützen des Transformators verkleinert den Fußabdruck des Umspannwerks wesentlich. Es sind geringere Aufwendungen zur Vorbereitung der AufStellfläche am Aufstell ort des Umspannwerks notwendig.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks ist wenigstens eine Schaltanlage innerhalb eines Gehäuses angeordnet und mit dem Transformator über eine elektrische Verbindung leitfähig verbunden, wobei das Gehäuse der Schaltanlage über eine die elektrische Verbindung um schließende Flanschverbindung mit dem Transformator verbunden ist. Insbesondere kann die Flanschverbindung einen an dem Ge häuse der Schaltanlage angebrachten Gehäuseflansch und einen daran anschließenden Gegenflansch umfassen, wobei die elekt rische Verbindung durch eine Isoliertlüssigkeit-Gas-Durch- führung geführt ist, welche an einem Übergang von einem mit der Schaltanlage verbundenen schaltanlagenseitigen Dom und einem mit dem Transformator verbundenen transformatorsei tigen Dom angeordnet ist. Der Gegenflansch ist außen an dem transformatorseitigen Dom angebracht, der Gehäuseflansch hat einen Innendurchmesser, welcher größer ist als die maximale radiale Ausdehnung der Isoliertlüssigkeit-Gas-Durchführung und der transformatorseitige Dom ist am Transformator befes tigt, ragt in das Gehäuse der Schaltanlage hinein und ist von dem Gehäuseflansch umschlossen. Die direkte Verbindung be dingt, dass keine Relativbewegungen zwischen Transformator und Schaltanlage möglich sind und demzufolge keine Ausgleich- Vorrichtungen (Kompensatoren oder Kabelschlaufen) notwendig sind. Weiterhin wird eine sicherere und vor Umgebungseinflüs sen und Berührung durch Personen geschützte Verbindung der Schaltanlage mit dem Transformator ermöglicht. In einer be vorzugten Ausgestaltung kann das Gehäuse der Schaltanlage durch einen Spalt zwischen der Schaltanlage und dem Transfor mator und/oder durch ein thermisches Abschirmelement, welches zwischen dem Gehäuse der Schaltanlage und dem Transformator angeordnet ist, von dem Transformator thermisch entkoppelt sein. Die zulässige Temperatur des Transformators kann die zulässige Temperatur im Innenraum des Gehäuses der Schaltan lage erheblich überschreiten. Durch die beschriebene thermi sche Entkopplung wird eine unzulässige Aufheizung des Innen raumes des Gehäuses der Schaltanlage verhindert.
Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen insbesondere eine elektrische Verbindung einer gasisolierten Schaltanlage mit einem mit einer Isolierflüssigkeit befüllten Transformator über eine geeignete Isoliertlüssigkeit-Gas- Durchführung und eine Flanschverbindung.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks ist wenigstens ein Komponententräger zum Stützen des Umspannwerks bei einem Transport des Umspannwerks ausge bildet.
Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung fungiert ein Komponententräger vorteilhaft nicht nur als Stütze für Kompo nenten des Umspannwerks, sondern dient auch als Stütze des gesamten Umspannwerks bei dessen Transport.
Bevorzugt kommen fluidgefüllte Transformatoren zum Einsatz. Die Isolierflüssigkeit kann dabei ein Fluid auf Mineralölba sis oder eine alternative Isolierflüssigkeit, beispielsweise auf Basis eines Esters, sein.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Umspannwerks umfasst ein Ausdehnungsgefäß für die thermisch bedingten Vo- lumenschwankungen der Isolierflüssigkeit des Transformators und ein in einer Verbindungsleitung zwischen dem Transforma tor und dem Ausdehnungsgefäß angeordnetes Buchholzrelais, wo bei das Ausdehnungsgefäß unterhalb einer Gehäuseoberkante des Transformators angeordnet ist und das Buchholzrelais oberhalb der Gehäuseoberkante des Transformators angeordnet ist.
Die beschriebene Anordnung des Ausdehnungsgefäßes ermöglicht eine einfache Einhaltung der maximalen Transporthöhe für den Straßentransport, bei Gewährleistung der Funktion des Buch holzrelais.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Um spannwerks ist der Transformator hermetisch verschlossen aus geführt. Ferner ist zur Kompensation von Volumenschwankungen der Isolierflüssigkeit im Ausdehnungsgefäß ein Gaspolster vorgesehen und dieses Gaspolster ist zumindest teilweise in einem oder mehreren an wenigstens einem Komponententräger be festigten Gaskompressionsgefäßen angeordnet.
Ein zusätzlicher hermetischer Abschluss des Transformators ermöglicht eine höhere Wartungsfreiheit des Transformators und vermindert die Alterung der Isolation des Transformators. Das Gaspolster kann sowohl im Ausdehnungsgefäß als auch in zusätzlichen Gaskompressionsgefäßen erfolgen. Die Nutzung zu sätzlicher Gaskompressionsgefäße ermöglicht die flexible Un terbringung des für das Gaspolster erforderlichen Volumens in den Freiräumen zwischen den elektrischen Komponenten des Um spannwerks und damit eine kleine Baugröße desselben.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen: FIG 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Umspannwerks, wobei das Umspannwerk auf einer AufStellfläche aufgestellt ist,
FIG 2 das in Figur 1 dargestellte Umspannwerk auf einem Sattelzug zum Transport des Umspannwerks,
FIG 3 eine erste Schnittdarstellung des in Figur 1 darge stellten Umspannwerks,
FIG 4 eine zweite Schnittdarstellung des in Figur 1 dar gestellten Umspannwerks,
FIG 5 eine dritte Schnittdarstellung des in Figur 1 dar gestellten Umspannwerks,
FIG 6 eine rückseitige Ansicht des in Figur 1 dargestell-ten Umspannwerks,
FIG 7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Umspannwerks,
FIG 8 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Umspannwerks,
FIG 9 das in Figur 8 dargestellte Umspannwerk im Bereich einer Flanschverbindung zwischen dem Transformator und einer Schaltanlage des Umspannwerks vor dem Schließen der Flansch-verbindung,
FIG 10 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Umspannwerks,
FIG 11 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Umspannwerks.
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit densel ben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 bis 6 (FIG 1 bis FIG 6) zeigen ein erstes Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umspannwerks 1. Das Umspannwerk 1 umfasst unter anderem einen Transformator 3, zwei Schaltanlagen 5, 7, zwei Komponententräger 9, ein Aus dehnungsgefäß 11 und ein Buchholzrelais 13.
Figur 1 zeigt das Umspannwerk 1 nach dessen Aufstellen auf einer AufStellfläche 15. Figur 2 zeigt das Umspannwerk 1 auf einem Sattelzug mit einer Sattelzugmaschine 17 und einem Sat telauflieger 18 zum Transport des Umspannwerks 1. Figur 3 zeigt eine erste Querschnittdarstellung des Umspannwerks 1 mit einer durch eine erste Schaltanlage 5 verlaufenden Schnittebene. Figur 4 zeigt eine zweite Querschnittdarstel lung des Umspannwerks 1 mit einer durch den Transformator 3 verlaufenden Schnittebene. Figur 5 zeigt eine dritte Quer schnittdarstellung des Umspannwerks 1 mit einer durch die zweite Schaltanlage 7 verlaufenden Schnittebene. Figur 6 zeigt eine rückseitige Ansicht des Umspannwerks 1.
Die Schaltanlagen 5, 7 sind auf sich in einer Längsrichtung gegenüberliegenden Seiten des Transformators 3 angeordnet und weisen Anschlussvorrichtungen 19, 21 mit Hochspannungsan schlüssen 20, 22 zum Anschließen des Umspannwerks 1 an ein elektrisches Versorgungsnetz auf.
Der Transformator 3 weist ausfahrbare Stützen 23 zum Aufstel len des Umspannwerks 1 auf der AufStellfläche 15 auf. Die Un terseiten der Stützen 23 bilden die einzigen Auflageflä-chen 25, an denen das Umspannwerk 1 nach dem Aufstellen an der AufStellfläche 15 anliegt.
Die Komponententräger 9 sind auf sich in einer Querrichtung gegenüberliegenden Seiten des Transformators 3 angeordnet. Jeder Komponententräger 9 verläuft in Längsrichtung an der jeweiligen Seite des Transformators 3 und ist an Komponenten trägerhalterungen 27 befestigt, die an dieser Seite an dem Transformator 3 angeordnet sind. Die Schaltanlagen 5, 7 und das Ausdehnungsgefäß 11 sind über Befestigungselemente 29 bis 33 an den Komponententrägern 9 angeordnet. Das Ausdehnungsgefäß 11 ist zur Kompensation von Volumen schwankungen einer Isolierflüssigkeit in dem Transformator 3 eingerichtet. Dazu ist das Ausdehnungsgefäß 11 mit dem Trans formator 3 über eine Verbindungsleitung 35 verbunden, in der Isoliertlüssigkeit zwischen dem Transformator 3 und dem Aus dehnungsgefäß 11 fließen kann. Das Ausdehnungsgefäß 11 ist unterhalb einer Gehäuseoberkante 37 eines Transformatorgehäu ses 38 des Transformators 3 angeordnet. Das Buchholzrelais 13 ist oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels der Isolierflüssig keit des Transformators 3 und oberhalb der Gehäuseoberkan-te 37 des Transformatorgehäuses 38 in der Verbindungslei-tung 35 angeordnet.
Zum Transport des Umspannwerks 1 sind an dem Transformator 3 zwei Transportträger 39 montierbar (die Transportträger 39 sind in den Figuren 2 bis 6 gestrichelt dargestellt, da sie nach dem Transport entfernt werden). Die Transportträger 39 werden auf sich in der Querrichtung gegenüberliegenden Seiten des Transformators 3 angeordnet. Jeder Transportträger 39 verläuft in der Längsrichtung an der jeweiligen Seite des Transformators 3 und ist an Transportträgerhalterungen 41 lösbar montierbar, die an dieser Seite an dem Transformator 3 angeordnet sind. Über die Transportträger 39 liegt das Um spannwerk 1 bei einem Transport mit dem Sattelzug auf dem Sattelauflieger 18 des Sattelzugs auf. Die Transportträger 39 weisen (in Figur 2 nicht dargestellte) Befestigungseinrich tungen zum Verbinden mit dem Sattelauflieger 18 auf, bei spielsweise Auflagen und Verbindungszapfen.
Die Schaltanlagen 5, 7 weisen jeweils ein Haltegerüst 43, 45 auf, das mit Befestigungselementen 29 bis 33 an den Komponen tenträgern 9 befestigt ist.
Figur 7 (FIG 7) zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umspannwerks 1 in einer Längsschnittdar stellung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an jeder Längs seite des Transformators 3 zwei Komponententräger 9, 10 pa rallel zueinander und übereinander angeordnet. Die Komponen- tenträger 9, 10 können über Streben, beispielsweise nach Art einer Fachwerkkonstruktion, zu einem mehrteiligen Komponen tenträger miteinander verbunden sein. Die erste Schaltanla-ge 5 ist gasisoliert mit einer Regelungseinrichtung 46 ausge führt. Die Anschlussvorrichtungen 19 der ersten Schaltanla-ge 5 sind als Gas-Luft-Durchführungen ausgebildet. Die Haupt baugruppen der ersten Schaltanlage 5 sind in einem Stabili sierungsrahmen 47 verankert. Der Stabilisierungsrahmen 47 ist mittels Schwingungsdämpfern 49 von den unteren Komponenten trägern 10 entkoppelt gelagert. Die Schwingungsdämpfer 49 sind auf die Masse der im Stabilisierungsrahmen 47 angeordne ten Baugruppen der ersten Schaltanlage 5 und die Betriebsfre quenz des Transformators 3 abgestimmt. Die erste Schaltanla ge 5 ist durch eine Isoliertlüssigkeit-Gas-Durchführung 50 mit dem Transformator 3 verbunden. Die Isoliertlüssigkeit- Gas-Durchführung 50 ist an einem Übergang von einem mit der ersten Schaltanlage 5 verbundenen schaltanlagenseitigen Dom 68 und einem mit dem Transformator verbundenen transformator seitigen Dom 66 angeordnet und weist einen schaltanlagensei tigen Anschlussflansch 52 und einen transformatorseitigen An schlussflansch 56 auf.
Die Figuren 8 und 9 (FIG 8 und FIG 9) zeigen ein drittes Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umspannwerks 1. Da bei zeigt Figur 8 eine Längsschnittdarstellung des gesamten Umspannwerks 1 auf einem Sattelauflieger 18 und Figur 9 zeigt eine Längsschnittdarstellung des Umspannwerks 1 im Bereich einer Flanschverbindung zwischen dem Transformator 3 und der ersten Schaltanlage 5 des Umspannwerks 1 vor dem Schließen der Flanschverbindung. Die erste Schaltanlage 5 ist gasiso liert ausgeführt und in einem Gehäuse 80 angeordnet, das an den Komponententrägern 9 angeordnet ist. Die Hauptbaugruppen der ersten Schaltanlage 5 sind in einem Stabilisierungsrah men 47 verankert, der in dem Gehäuse 80 angeordnet ist und mittels Schwingungsdämpfern 49 von dem Gehäuse 80 und damit auch von den Komponententrägern 9 entkoppelt ist. Die erste Schaltanlage 5 ist mit dem Transformator 3 über ei ne elektrische Verbindung leitfähig verbunden, wobei das Ge häuse 80 der ersten Schaltanlage 5 über eine die elektrische Verbindung umschließende Flanschverbindung mit dem Transfor mator 3 verbunden ist. Die Flanschverbindung umfasst einen an dem Gehäuse 80 angebrachten Gehäuseflansch 62 und einen daran anschließenden Gegenflansch 64, wobei die elektrische Verbin dung durch eine Isoliertlüssigkeit-Gas-Durchführung 50 ge führt ist. Die Isoliertlüssigkeit-Gas-Durchführung 50 ist an einem Übergang von einem mit der ersten Schaltanlage 5 ver bundenen schaltanlagenseitigen Dom 68 und einem mit dem Transformator 3 verbundenen transformatorseitigen Dom 66 an geordnet. Der Gegenflansch 64 ist außen an dem transformator seitigen Dom 66 angeordnet. Der Gehäuseflansch 62 hat einen Innendurchmesser Dil, welcher größer ist als die maximale ra diale Ausdehnung DA2 der Isoliertlüssigkeit-Gas-Durchführung 50. Der transformatorseitige Dom 66 ist am Transformator 3 befestigt und ragt in das Gehäuse 80 der ersten Schaltanlage 5 hinein und ist von dem Gehäuseflansch 62 umschlossen.
Das Gehäuse 80 ist durch einen Spalt 69 zwischen der ersten Schaltanlage 5 und dem Transformator 3 und durch ein thermi sches Abschirmelement 70, welches zwischen dem Gehäuse 80 und dem Transformator 3 angeordnet ist, von dem Transformator 3 thermisch entkoppelt. Die Temperatur des Transformators 3 kann 100°C überschreiten. Durch die beschriebene thermische Entkopplung wird eine unzulässige Aufheizung des Innenraumes des Gehäuses 80 der Schaltanlage 5 verhindert.
Das Umspannwerk 1 umfasst ferner eine als ein Wärmetauscher ausgebildete Kühlvorrichtung 72 zum Kühlen des Transforma tors 3.
Figur 10 (FIG 10) zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umspannwerks 1. Bei diesem Ausführungsbei spiel sind Komponententräger 9 auch zum Stützen des Umspann werks 1 bei einem Transport des Umspannwerks 1 ausgebildet, das heißt die Komponententräger 9 übernehmen auch die Funkti- on der Transportträger 39. Außerdem weisen die Komponenten träger 9 jeweils ausfahrbare Stützen 24 auf, und der Trans formator 3 weist neben ausfahrbaren Stützen 23 Kufen 79 auf, auf denen das Umspannwerk 1 aufstellbar ist. An dem Transfor mator 3 sind Kühlvorrichtungen 73 angeordnet, die beispiels weise Radiatoren zum Kühlen des Transformators 3 aufweisen. Die Komponententräger 9 weisen ferner Befestigungseinrichtun gen 74 zum Verbinden mit einem Transportmittel, insbesondere Auflagen und Verbindungszapfen zum Verbinden mit einem Fahr gestell und/oder einem Sattelauflieger 18, auf. An den Kompo nententrägern 9 sind unter anderem eine als ein Wärmetauscher ausgebildete Kühlvorrichtung 72, eine Schalteinheit 77, ein Ausdehnungsgefäß 11, ein Gaskompressionsgefäß 75, ein Mess wandler 76 und Kabelanschlussbuchsen 78 angeordnet.
Die Schalteinheit 77 ist in diesem Ausführungsbeispiel als luftisoliere Schalteinheit ausgeführt. Die neben der Schalt einheit 77 befindlichen Komponenten 11, 75, 76 des Umspann werks 1 sind daher derart angeordnet, dass die erforderlichen elektrischen Abstände zu den Hochspannung führenden Teilen der Schalteinheit 77 eingehalten werden.
Der Transformator 3 ist hermetisch verschlossen ausgeführt und zur Kompensation von Volumenschwankungen der Isolierflüs sigkeit im Ausdehnungsgefäß 11 ist ein Gaspolster vorgesehen. Dieses Gaspolster ist zumindest teilweise in dem Gaskompres sionsgefäß 75 angeordnet.
Figur 11 (FIG 11) zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umspannwerks 1 in einer Längsschnittdar stellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass der Transformator 3 Kufen 79 statt ausfahr bare Stützen 23 aufweist, und dass die Komponententräger 9 nicht entlang der Längsseiten des Transformators 3 verlaufen, sondern an der Stirnseite des Transformators 3 angeordnet sind und die erste Schaltanlage 5 abstützen. Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Umspannwerk (1), umfassend wenigstens folgende Komponen ten:
- einen Transformator (3),
- wenigstens eine Kühlvorrichtung (72, 73) zum Kühlen des Transformators (3),
- wenigstens eine Schaltanlage (5, 7),
- elektrische Schutzeinrichtungen (13, 77),
- Messeinrichtungen (76) zum Messen von Betriebskenngrößen des Umspannwerks (1),
- wenigstens eine Regelungseinrichtung (46) zum Regeln des Betriebs des Umspannwerks (1) und
- Anschlussvorrichtungen (19, 21) zum Anschließen des Um spannwerks (1) an ein elektrisches Versorgungsnetz, wobei
- diese Komponenten elektrisch miteinander verbunden sind und sowohl im Betrieb als auch bei einem Transport des Umspann werks (1) mechanisch miteinander verbunden sind, so dass sie gemeinsam aufstellbar und/oder transportierbar sind.
2. Umspannwerk (1) nach Anspruch 1 mit wenigstens einem Kom ponententräger (9, 10), der an dem Transformator (3) befes tigt ist und an dem weitere Komponenten des Umspannwerks (1) derart angeordnet sind, dass der Massenmittelpunkt des Um spannwerks (1) innerhalb des Transformators (3) liegt, wobei alle Befestigungspunkte zum Verbinden des Umspannwerks (1) mit einer AufStellfläche (15) zum Aufstellen des Umspann werks (1) und alle Auflageflächen (25), an denen das Umspann werk (1) an der Aufsteilfläche (15) nach dem Aufstellen des Umspannwerks (1) anliegt, an dem Transformator (3) und/oder an wenigstens einem Komponententräger (9, 10) angeordnet sind.
3. Umspannwerk (1) nach Anspruch 2, wobei wenigstens ein Kom ponententräger (9, 10) mehrteilig ausgeführt ist und mehrere Ebenen aufweist, die über Streben, beispielsweise nach Art einer Fachwerkkonstruktion, miteinander verbunden sind.
4. Umspannwerk (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei wenigstens eine Schaltanlage (5, 7), insbesondere eine gasisolierte Schaltanlage (5, 7), über Hochspannungsdurchführungen (50) direkt mit dem Transformator (3) elektrisch verbunden ist und Hauptbaugruppen der Schaltanlage (5, 7) in einem Stabilisie rungsrahmen (47) der Schaltanlage (5, 7) verankert sind und der Stabilisierungsrahmen (47) mechanisch auf wenigstens ei nem Komponententräger (9, 10) abgestützt ist.
5. Umspannwerk (1) nach Anspruch 4, wobei der Stabilisie rungsrahmen (47) mittels Schwingungsdämpfern (49) von wenigs tens einem Komponententräger (9, 10) entkoppelt gelagert ist und die Schwingungsdämpfer (49) auf die Masse der im Stabili sierungsrahmen (47) angeordneten Baugruppen der Schaltanla-ge (5, 7) und die Betriebsfrequenz des Transformators (3) ab gestimmt sind.
6. Umspannwerk (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei wenigstens ein Komponententräger (9, 10) zum Stützen des Um spannwerks (1) bei einem Transport des Umspannwerks (1) aus gebildet ist.
7. Umspannwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transformator (3) Kufen (79) oder ausfahrbare Stüt zen (23) zum Aufstellen des gesamten Umspannwerks (1) auf ei ner AufStellfläche (15) aufweist.
8. Umspannwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Transportträgerhalterungen (41), die zum lösbaren Montie ren von Transportträgern (39) für einen Transport des Um spannwerks (1) eingerichtet sind.
9. Umspannwerk (1) nach Anspruch 8, wobei die Transportträ gerhalterungen (41) an dem Transformator (3) angeordnet und für die Gesamtmasse des Umspannwerks (1) ausgelegt sind und das gesamte Umspannwerk (1) mit den Transportträgern (39) lösbar verbunden ist, wobei die Gesamtmasse des Umspannwerks (1) über die Transportträgerhalterungen (41) auf den Transportträgern (39) abgestützt ist und die Transportträ-ger (39) derart angeordnet sind, dass sie nach einem Trans-port des Umspannwerks (1) demontierbar und entfernbar sind.
10. Umspannwerk (1) nach Anspruch 8 oder 9 mit auf sich ge genüberliegenden Seiten des Transformators (3) montierbaren und miteinander verbindbaren Transportträgern (39), die Be festigungseinrichtungen (74) zum Verbinden mit einem Trans portmittel, insbesondere Auflagen und Verbindungszapfen zum Verbinden mit einem Fahrgestell und/oder einem Sattelauflie ger (18), aufweisen.
11. Umspannwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Schaltanlage (5, 7) innerhalb eines Ge häuses (80) angeordnet und mit dem Transformator (3) über ei ne elektrische Verbindung leitfähig verbunden ist, wobei das Gehäuse (80) der Schaltanlage (5, 7) über eine die elektri sche Verbindung umschließende Flanschverbindung mit dem Transformator (3) verbunden ist.
12. Umspannwerk (1) nach Anspruch 11, wobei die Flanschver bindung einen an dem Gehäuse (80) der Schaltanlage (5, 7) an gebrachten Gehäuseflansch (62) und einen daran anschließenden Gegenflansch (64) umfasst, wobei die elektrische Verbindung durch eine Isoliertlüssigkeit-Gas-Durchführung (50) geführt ist, welche an einem Übergang von einem mit der Schaltanla-ge (5, 7) verbundenen schaltanlagenseitigen Dom (68) und einem mit dem Transformator (3) verbundenen transformatorseitigen Dom (66) angeordnet ist, wobei außen an einem transformatorseitigen Dom (66) der Gegenflansch (64) angebracht ist, der Gehäuseflansch (62) einen Innendurchmesser (Dil) hat, welcher größer ist als die maximale radiale Ausdehnung (DA2) der Isoliertlüssigkeit-Gas- Durchführung (50), und der transformatorseitige Dom (66) am Transformator (3) befestigt ist und in das Gehäuse (80) der Schaltanlage (5, 7) hineinragt und von dem Gehäuseflansch (62) umschlossen ist.
13. Umspannwerk (1) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Ge häuse (80) der Schaltanlage (5, 7) durch einen Spalt (69) zwischen Schaltanlage (5, 7) und Transformator (3) und/oder durch ein thermisches Abschirmelement (70), welches zwischen dem Gehäuse (80) der Schaltanlage (5, 7) und dem Transforma tor (3) angeordnet ist, von dem Transformator (3) thermisch entkoppelt ist.
14. Umspannwerk (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Ausdehnungsgefäß (11) für eine Isolierflüssigkeit des Transformators (3) und einem in einer Verbindungsleitung (35) zwischen dem Transformator (3) und dem Ausdehnungsgefäß (11) angeordneten Buchholzrelais (13), wobei das Ausdehnungsgefäß (11) unterhalb einer Gehäuseoberkante (37) des Transformators (3) angeordnet ist und das Buchholzrelais (13) oberhalb der Gehäuseoberkante (37) des Transformators (3) angeordnet ist.
15. Umspannwerk (1) nach Anspruch 14 und einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Transformator (3) hermetisch verschlossen ausgeführt ist und zur Kompensation von Volumenschwankungen der Isolierflüssigkeit im Ausdehnungsgefäß (11) ein Gaspols ter vorgesehen ist und dieses Gaspolster zumindest teilweise in einem oder mehreren an wenigstens einem Komponententräger (9, 10) befestigten Gaskompressionsgefäßen (75) angeordnet ist.
PCT/EP2021/059741 2020-05-14 2021-04-15 Umspannwerk WO2021228485A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020206096.7 2020-05-14
DE102020206096.7A DE102020206096A1 (de) 2020-05-14 2020-05-14 Umspannwerk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021228485A1 true WO2021228485A1 (de) 2021-11-18

Family

ID=75690253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/059741 WO2021228485A1 (de) 2020-05-14 2021-04-15 Umspannwerk

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020206096A1 (de)
WO (1) WO2021228485A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586697B1 (en) * 2002-07-26 2003-07-01 Pauwels Contracting Inc. Transportable electrical switching assembly with high voltage circuit interrupter
CN204927907U (zh) * 2015-08-27 2015-12-30 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 一种移动变电站
EP3121826A1 (de) * 2015-07-22 2017-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Aufnahmevorrichtung zur aufnahme von isolierflüssigkeit
EP3506441A1 (de) * 2017-12-27 2019-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Umspannwerk
CN209786567U (zh) * 2019-04-10 2019-12-13 广州市亿博电气机械制造有限公司 移动变电站防爆壳体

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203722058U (zh) 2013-12-31 2014-07-16 无锡恒驰电器制造有限公司 全封闭式车载移动变电站
CN208782351U (zh) 2018-09-13 2019-04-23 北京科锐博实电气设备有限公司 车载式模块化移动变电站

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6586697B1 (en) * 2002-07-26 2003-07-01 Pauwels Contracting Inc. Transportable electrical switching assembly with high voltage circuit interrupter
EP3121826A1 (de) * 2015-07-22 2017-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Aufnahmevorrichtung zur aufnahme von isolierflüssigkeit
CN204927907U (zh) * 2015-08-27 2015-12-30 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 一种移动变电站
EP3506441A1 (de) * 2017-12-27 2019-07-03 Siemens Aktiengesellschaft Umspannwerk
CN209786567U (zh) * 2019-04-10 2019-12-13 广州市亿博电气机械制造有限公司 移动变电站防爆壳体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SIEMENS CANADA: "Next Generation Plug N Play Substation Skids", 8 May 2018 (2018-05-08), XP055825409, Retrieved from the Internet <URL:https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/public.1527867424.eaff50dd72e46c38646fd25486777ca4adcc4bba.next-generation-plug-n-play-substation-skids-elahi.pdf> [retrieved on 20210719] *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020206096A1 (de) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3427275B1 (de) Ersatztransformator mit modularem aufbau
EP1646557B1 (de) Flugzeug
EP2133704B1 (de) Prüfanordnung zur Wechselspannungsprüfung von elektrischen Hochspannungskomponenten
DE19716024B4 (de) Metallgekapselte gasisolierte Schaltanlage
DE112011104424B4 (de) Gasisolierte Schaltanlage
EP2590185B1 (de) Hochspannungstransformatormodul
DE4008425A1 (de) Stromrichtermodul
WO2021228485A1 (de) Umspannwerk
EP3440679A1 (de) Anordnung von einphasigen transformatoren
EP3109171B1 (de) Modulare satelliten-geräteträgertafel
WO2009065773A1 (de) Anordnung mit einem schaltgerät und einem transformator
EP3506441B1 (de) Umspannwerk
EP3711074A1 (de) Transportfähige leistungstransformatoreinheit
DE2753914A1 (de) Aufnahmerahmen fuer ein geraet der elektrischen nachrichtentechnik
EP3503249A2 (de) Energiespeicheranordnung mit deckelverschraubung
EP0175637A1 (de) Stromführende Schraubverbindung zwischen zwei rohrförmigen Leitern einer elektrischen Anlage, insbesondere einer metallgekapselten Hochspannungsschaltanlage
AT521041B1 (de) Leistungsbaugruppe mit Schottwand
WO2018153433A1 (de) Modularer multilevelstromrichter
DE4139177A1 (de) Verfahren zum errichten einer hochspannungsinnenstation mit luftisolation und auf diese weise erhaltene station
EP3764376A1 (de) Kompensationseinrichtung für stromversorgungsnetze
EP0774814B1 (de) Baugruppe zur Schaffung einer elektrischen Hochspannungsstation
WO2011110298A2 (de) Gasisolierte metallgekapselte, ein- oder mehrphasige schaltanlage
DE3437975A1 (de) Explosionsgeschuetztes, elektrisches betriebsmittel fuer ortsveraenderliche maschinen des untertagebetriebes, insbesondere nachlaeufer einer streckenvortriebsmaschine
WO2021191457A1 (de) Mobiles, gasisoliertes schaltfeld
EP3586414B1 (de) Verbesserter gasbehälter für schaltanlagen und schaltanlage mit einem solchen verbesserten gasbehälter

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21721864

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21721864

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1