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Hochspannungsschaltanlage ohne Sammelschienentrenner mit Doppelsammelschienensystem
Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsschaltanlage ohne Sammelschienentrenner
mit Doppelsammelschienensystem, in der die einzelnen Sammelschienensysteme auf verschiedenen
Seiten eines zwischen ihnen verfahrbaren Leistungsschalters und eines gegebenenfalls
mit diesem verbundenen Strom-, Spannungs- oder Kombinationswandlers angeordnet sind
und ein gemeinsamer Kabelabgang starr oder beweglich mit dem Leistungsschalter oder
dem Wandler verbindbar ist.
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Es ist bekannt, Hochspannungsleistungsschalter der Säulenschalterbauart
mit seitlich liegenden Anschlußstellen zu versehen. Die sogenannten Durchführungsschalter
besitzen oben und unten je einen Anschluß. Für höhere Spannungen als 60 kV ist es
üblich, Schalter zu verwenden, bei denen zur Löschung des Abschaltlichtbogens Druckluft
oder öl benutzt wird. Diese Schalter weisen für hohe Schaltleistungen mehrere in
Reihe liegende Schaltkammern mit obenliegenden Anschlußstücken auf. Die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Schaltertypen für trennerlose Schaltanlagen
mit kleinstem Raumbedarf als ausziehbare Einheiten, bevorzugt für Innenmontage,
zu bauen. Leistungsschalter oder Leistungsschalterblöcke, die z. B. aus einem Leistungsschalter
und einem Strom- oder Spannungswandler bestehen, können als ausziehbare Einheiten
mit Steckkontakten versehen sein und durch entsprechende Fahrvorrichtungen ausziehbar
gemacht werden, so daß diese Geräte auch ohne besondere Trennschalter von den unter
Spannung stehenden Sammelschienen oder Kabelanschlüssen frei geschaltet und spannungsfrei
überprüft werden können.
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Bei Doppelsammelschienensystemen wird aber zusätzlich gefordert, daß
die Leistungsschalter von dem einen Sammelschienensystem zu trennen und mit dem
anderen in elektrische Verbindung zu bringen sein müssen. Diese Forderung wird bei
einer bekannten Anlage dadurch erfüllt, daß die Leistungsschalter zusammen mit Strom-
und Spannungswandlern auf einer Hubbühne stehen, auf der sie zusätzlich parallel
zu den Sammelschienen verfahrbar sind. Die Kontakttrennung und -herstellung erfolgt
durch Hubbewegungen, der Wechsel des Sammelschienensystems durch die Parallelverschiebung.
Die Umschaltung erfolgt mithin durch eine zusammengesetzte Bewegung, deren Erzeugung
insbesondere in bezug auf die Hubbewegung einen erheblichen konstruktiven Aufwand
erforderlich macht.
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Ähnliches gilt für eine andere bekannte Anlage, bei der zwar auf eine
Hubbewegung verzichtet wird, bei der aber ein Umschalten immer noch eine zusammengesetzte
Bewegung aus zwei Längsverschiebungen und einer Querverschiebung der Leistungsschalter
bedingt.
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Schließlich ist noch eine Schaltanlage mit Doppelsammelschienensystem
bekannt, bei der die Leistungsschalter nach dem Herausfahren aus einer Zelle und
vor dem Einfahren in die gegenüberliegende Zelle um 180° geschwenkt werden müssen.
Ganz abgesehen davon, daß die Fahrwagen sämtlich eine aufwendige Schwenkvorrichtung
aufweisen, ist eine derartige Maßnahme bei Leistungsschaltern für hohe Spannungen,
d. h. mit Mehrfachunterbrechung pro Pol, die langgestreckt gebaut sind, praktisch
nicht anwendbar. Der in Schaltanlagen üblicherweise vorhandene Platz setzt dem Schwenkbereich
derartiger Schalter enge Grenzen.
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Mit der Erfindung wird ein Weg aufgezeigt, wie eine wesentliche Verbesserung
von Anlagen mit Doppelsammelschienensystem, wie sie auch in großen Stromversorgungsunternehmen
oft erforderlich sind, erzielt werden kann. Die sonst in Mittelspannungsschaltanlagen
angewendete Zweileistungsschaltermethode scheidet für Höchstspannungsschaltanlagen
wegen der hohen Kosten für die Leistungsschalter aus. Erfindungsgemäß erfolgt ein
Wechsel des Sammelschienensystems durch eine geradlinige und bei Bedarf unterbrechungslose
Fahrbewegung des Leistungsschalters und des gegebenenfalls mit ihm verbundenen Wandlers
aus der einen Betriebsstellung über eine Freischaltstellung in die andere Betriebsstellung
ohne weitere zusätzliche Maßnahmen, wie Fahrtrichtungsänderung, Dreh-, Heb- oder
Senkbewegung. Vorausgesetzt ist, daß das Umschalten
von dem einen
auf das andere Sammelschienensystem nicht unterbrechungslos erfolgen muß. Diese
Voraussetzung ist in den weitgehend vermaschten Hochspannungsnetzen normalerweise
zulässig. Zu diesem Zweck sind der Leistungsschalter und gegebenenfalls der Wandler
an ihren jeweils äußeren Anschlußklemmen mit einer starren Kontakteinrichtung versehen,
von denen jede für die stromleitende Verbindung sowohl mit den festen Kontakteinrichtungen
an den Sammelschienen als auch denjenigen an dem gemeinsamen Abgang geeignet ist.
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Die Kontakteinrichtung kann aus an den Anschlußklemmen des Leistungsschalters
und des Wandlers befestigten Kontaktmessern bestehen. Sollen der Leistungsschalter
und der Wandler gemeinsam verfahren werden, so kann dies zweckmäßig durch eine Kupplung
zwischen beiden fahrbaren Geräten verwirklicht werden. Es ist aber auch denkbar,
den Leistungsschalter und den Wandler gemeinsam auf eine Fahrbühne zu stellen.
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Zweckmäßig erfolgen die Fahrbewegungen des Leistungsschalters und
des Wandlers durch elektromotorische, pneumatische oder ölhydraulische Antriebe.
Es ist ferner vorteilhaft, alle Bewegungsvorgänge des Leistungsschalters zur Vermeidung
von Fehlschaltungen durch entsprechende mechanische, elektrische, pneumatische oder
hydraulische Verriegelungseinrichtungen gegeneinander zu verriegeln. Schließlich
ist es zweckmäßig, alle Schalt- und Fahrvorgänge beim Ausschalten, Einschalten oder
beim Sammelschienenwechsel durch bekannte, unter Umständen auch elektronische Mittel
in ihrer Schaltfolge selbsttätig zu steuern, wenn ein entsprechendes Handsteuer-
oder Fernsteuerkommando oder das Kommando einer selbsttätigen Steuerapparatur vorliegt.
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Der Vorteil der Anordnung nach der Erfindung liegt in der Benutzung
nur eines Leistungsschalterblockes bei einer Anlage mit zwei oder mehr Sammelschienensystemen.
Ferner können Sammelschienentrenner eingespart werden bei der Anordnung eines gemeinsamen
Abganges für die anzuschließenden Leitungen bzw. Geräte. In den Beispielen wird
eine Innenraumanlage beschrieben. Die Anwendung des Erfindungsgegenstandes in einer
Freiluftanlage ist bei entsprechender Anordnung der Eisengerüste ohne weiteres denkbar.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele nach der Erfindung
dargestellt. In den Figuren sind Querschnitte durch ein Schalthaus gezeigt, und
zwar ist in F i g. 1 und 2 eine Anlage mit Leistungsschalter und Wandler und in
F i g. 3 bis 5 eine Anlage mit Leistungsschalter dargestellt.
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Mit 1 ist in den F i g.1 und 2 das eine Sammelschienensystem bezeichnet,
das in den Kontaktstücken 2 seinen Abschluß findet. Das andere Sammelschienensystem
3 ist mit den festen Anschlüssen 4 verbunden. Bei 5 liegt der isolierte Anschluß
zu einem Transformator, einer abgehenden Leitung od. dgl. Der Leistungsschalterblock
6, bestehend aus dem Leistungsschalter 7 und einem Strom-, Spannungs- oder Kombinationswandler
8, ist auf einer Fahrbühne 9 montiert. Beide Geräte sind über eine feste Leitung
10 elektrisch miteinander verbunden. Zur elektrischen Verbindung des Leistungsschalterblockes
mit dem jeweiligen Sammelschienensystem trägt der Leistungsschalter ein starres
Kontaktmesser 11 und der Wandler ein Kontaktmesser 12. In F i g.1 befindet sich
der Leistungsschalterblock in einer Stellung, die ihn mit dem Sammelschienensystem
1 verbindet. Die Kontaktmesser 11 und 12 sind in die entsprechenden festen Gegenkontakte
2 und 5 eingefahren. Soll der Abzweig die Stromlieferung aufnehmen, so wird der
auf der Fahrbühne befindliche Leistungsschalter 7 mittels eines Kraftantriebes eingeschaltet.
Die notwendige Hilfsenergie wird ihm über flexible Leitungen oder Schläuche zugeführt.
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Sollen notwendige überholungsarbeiten am Leistungsschalter durchgeführt
werden, so wird er nach der Ausschaltung mit Hilfe der Fahrbühne 9 in die gestrichelt
eingezeichnete Freischaltstellung gebracht. Damit ist eine sichtbare Trennstrecke
zwischen den Sammelschienen und dem Leistungsschalter geschaffen.
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Der Übergang zu dem Sammelschienensystem 3 erfolgt in der Weise, daß
die Fahrbühne 9 in der gleichen Richtung weiterverfahren wird, bis die Kontaktmesser
11 und 12 in die festen Gegenkontaktstücke 4 und 5 eingreifen. Die Stromlieferung
für den Abzweig erfolgt wieder durch Einschaltung des Leistungsschalters 7. Diese
Stellung des Leistungsschalterblockes 6 ist in F i g. 2 dargestellt.
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Es ist selbstverständlich auch möglich, den Leistungsschalterblock
ohne Benutzung einer Fahrbühne zwischen den beiden Endstellungen zu verfahren. Dann
ist es aber zweckmäßig, zwischen dem Leistungsschalter und dem Wandler eine Kupplung
vorzusehen.
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In dem Beispiel nach den F i g. 3 bis 5 ist insofern eine Änderung
gegenüber dem vorbeschriebenen Beispiel vorgenommen worden, als die Sammelschienensysteme
an den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Schaltraumes angeordnet sind.
Auch ist in dem zu beschreibenden Beispiel nur ein verfahrbarer Leistungsschalter
vorgesehen. In den F i g. 3 bis 5 ist mit 13 das eine Sammelschienensystem bezeichnet,
das in den Kontaktstücken 14 seinen Abschluß findet. Das andere Sammelschienensystem
15 ist mit den Kontaktanschlüssen 16 verbunden. Bei 17 liegt der Anschluß zu einem
Transformator, einer abgehenden Leitung od. dgl. Die elektrische Verbindung wird
mit dem Leistungsschalter 18 über einen Trennschalter 19 in Form eines Scheren-,
Storchenschnabel-, Teleskop-, Schubtrenners od. dgl. hergestellt. Als Stromwandler
sind bei diesem Ausführungsbeispiel Umbauwandler 20 auf dem isolierten Abgang 21
aufgebracht. Die Spannungsmessung kann mittels eines Meßbelages längs des isolierten
Abgangs 21 erfolgen. Die sekundäre Spannung wird hierbei kapazitiv über eine bekannte
Meßschaltung abgegriffen. Mit 22 ist der Kabelendverschluß des für beide Sammelschienensysteme
gemeinsamen Abganges bezeichnet.
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Der Leistungsschalter 18 ist an den AnschluB-klemmen mit starren Kontakteinrichtungen,
beispielsweise Steckkontakten 23 und 24, versehen und befindet sich in der F i g.
3 in der Einschaltstellung mit dem Sammelschienensystem 13. Die elektrische Verbindung
zwischen dem Abgang 21 und dem Leistungsschalter wird über einen Scherentrenner
19 hergestellt. Zur Stromlieferung wird der Leistungsschalter mit Hilfe seines Kraftantriebes
eingeschaltet. Zur Verrichtung von Reparaturen wird der Leistungsschalter ausgeschaltet,
der Trennschalter 19 in seine Ausschaltstellung gebracht und der Leistungsschalter
in die Freischaltstellung gemäß F i g. 2 verfahren.
Von dort aus
kann er ohne Änderung der Fahrtrichtung in die Einschaltstellung mit dem Sammelschienensystem
15 gebracht werden, wobei die Kontakteinrichtungen 16 und 24 in Eingriff
kommen. Der Trennschalter 19 wird bei seiner Einschaltung mit dem Kontaktstift 23
am Leistungsschalter verbunden. Diese Schaltstellung ist in F i g. 5 dargestellt.