STENZEL, Peter (Glienicker Str. 35, Falkensee, 14612, DE)
LIEBACH, Thomas (Wriezener Str. 23 a, Fürstenwalde, 15517, DE)
STENZEL, Peter (Glienicker Str. 35, Falkensee, 14612, DE)
Patentansprüche
1. Anordnung (20, 30) mit einem Schaltgerät (23, 31) und ei ¬ nem Transformator (22, 32), wobei das Schaltgerät (23, 31) einerseits einen Anschluss aufweist, der zur Verbindung mit einem Abschnitt eines elektrischen Energieversorgungsnetzes eingerichtet ist und andererseits mit dem Transformator (22, 32) in elektrischer Verbindung steht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das elektrische Schaltgerät (23, 31) und der Transformator (22, 32) auf einem gemeinsamen Sockelabschnitt (21) gehalten sind und die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltgerät (23, 31) und dem Transformator (22, 32) durch eine elektrische Isolationsdurchführung (24, 33) geführt ist.
2. Anordnung (20) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das elektrische Schaltgerät (23) auf dem Transformator (22) gehalten ist.
3. Anordnung (30) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das elektrische Schaltgerät (31) seitlich neben dem Transfor ¬ mator (32) angeordnet ist.
4. Anordnung (20, 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Isolationsmittel in der Isolationsdurchführung (24, 33) SF 5 enthält.
5. Anordnung (20, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Isolationsmittel in der Isolationsdurchführung (24, 33) ein Isolieröl enthält.
6. Anordnung (20, 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schaltgerät (23, 31), der Transformator (22, 32) und die Isolationsdurchführung (24, 33) ein gemeinsames Isolations- mittel enthalten, so dass das gemeinsame Isolationsmittel zwischen dem Transformator (22, 32) und dem Schaltgerät (23, 31) zirkulieren kann.
7. Anordnung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Transformator (32) ein Kühlmittel enthält und mit dem Schaltgerät (31) über eine Kühlmittelleitung (35) in Verbindung steht, so dass das Kühlmittel zwischen dem Transformator (32) und dem Schaltgerät (31) zirkulieren kann.
8. Anordnung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schaltgerät (31) von einer geerdeten Halterung (34) getragen ist.
9. Anordnung (20, 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schaltgerät (23, 31) ein einpoliges Schaltgerät ist.
10. Anordnung (20, 30) nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere einpolige Schaltgeräte (23, 31) auf dem gemeinsamen Sockelabschnitt (21) gehalten sind und mit dem Transformator (22, 32) elektrisch durch eine mehrpolige Isolationsdurchfüh- rung oder mehrere einpolige Isolationsdurchführungen verbun ¬ den sind. |
Beschreibung
Anordnung mit einem Schaltgerät und einem Transformator
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Schaltgerät und einem Transformator, wobei das Schaltgerät einerseits ei ¬ nen Anschluss aufweist, der zur Verbindung mit einem Ab ¬ schnitt eines elektrischen Energieversorgungsnetzes einge ¬ richtet ist, und andererseits mit dem Transformator in elekt- rischer Verbindung steht.
Elektrische Energieversorgungsnetze, wie z.B. Hoch- und Mit ¬ telspannungsversorgungsnetze, weisen üblicherweise Transformatorstationen auf, in denen eine elektrische Umwandlung zwi- sehen unterschiedlichen Spannungsebenen des elektrischen E- nergieversorgungsnetzes stattfindet. Hierbei sind Transforma ¬ toren üblicherweise über Schaltgeräte, wie beispielsweise Leistungsschalter oder Trennschalter, mit dem elektrischen Energieversorgungsnetz verbunden. Eine solche bekannte Anord- nung ist in Figur 1 dargestellt.
Figur 1 zeigt eine Anordnung 10 mit einem Transformator und einem Schaltgerät 12. Sowohl der Transformator 11 als auch das Schaltgerät 12 sind auf separaten Sockeln 16 und 17 ange- ordnet. Die elektrische Verbindung zwischen dem Transformator 11 und dem Schaltgerät 12 ist durch eine Freiluftleitung 13 gebildet. Hierzu ist ein isolierter Freiluftanschluss 14 aus dem Transformatorgehäuse an die Freiluftleitung 13 geführt, die wiederum mit einem weiteren isolierten Freiluftanschluss 15 des Schaltgerätes verbunden ist. Ein weiterer isolierter Freiluftanschluss 18 des Schaltgerätes 12 ist schließlich ü- ber eine weitere Freiluftleitung 19 zu dem elektrischen Energieversorgungsnetz, beispielsweise einem von Freileitungsmasten getragenen Freileitungsnetz, geführt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung der bekannten Art konstruktiv zu vereinfachen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung der oben genannten Art vorgeschlagen, bei der das elektrische Schaltgerät und der Transformator auf einem gemeinsamen Sockelabschnitt gehalten sind und die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltgerät und dem Transformator durch eine elektrische Isolationsdurchführung geführt ist.
Dadurch dass das Schaltgerät und der Transformator auf einem gemeinsamen Sockelabschnitt gehalten sind, wird eine wesent ¬ liche Reduzierung des Flächenbedarfs der Anordnung erreicht. Zudem wird die Unterkonstruktion in Form des notwendigen Sockels wesentlich vereinfacht. Dies zeigt sich auch beim Aufbau einer solchen Anordnung, bei der nunmehr nur ein einziger Sockelabschnitt zur Aufnahme des Transformators und des Schaltgerätes vorbereitet werden muss. Dadurch dass außerdem die elektrische Verbindung zwischen dem Schaltgerät und dem Transformator anstelle durch eine Freiluftleitung durch eine elektrische Isolationsdurchführung geführt ist, wird die Konstruktion der Anordnung bei gleichzeitig verbesserter elektrischer Sicherheit wesentlich vereinfacht, da die isolierten Freiluftanschlüsse und die Freiluftleitung für diese elektrische Verbindung entfallen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass das elektrische Schaltgerät auf dem Transformator gehalten ist. Hierdurch wird die maximale Reduzierung der benötigten Grundfläche für die Anordnung erreicht, da der Transformator selbst gleichsam als Grundfläche für das Schaltgerät dient. Bei der Verwendung entsprechender Freileitungsmaste für das elektrische Energieversorgungsnetz
kann eine solche Anordnung, bei der das Schaltgerät direkt auf dem Transformator angeordnet ist, direkt unter dem Frei ¬ leitungsmast, an dem ein elektrischer Anschluss mit dem e- lektrischen Energieversorgungsnetz stattfinden soll, aufge- stellt werden.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass das elektrische Schaltgerät seitlich ne ¬ ben dem Transformator angeordnet ist. Hierdurch lässt sich eine geringere Bauhöhe als bei der vorigen Alternative errei ¬ chen, wobei jedoch gleichzeitig die benötigte Grundfläche et ¬ was ansteigt .
Ein in der Isolationsdurchführung enthaltenes Isolationsmit- tel kann beispielsweise durch einen Feststoff, wie z.B. ein Gießharz, gebildet sein. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn das Isolationsmittel in den Isolati ¬ onsdurchführungen SF 6 -GaS (Schwefelhexafluorid) oder ein Iso- lieröl enthält.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä ¬ ßen Anordnung sieht zudem vor, dass das Schaltgerät, der Transformator und die Isolationsdurchführung ein gemeinsames Isolationsmittel enthalten, so dass das gemeinsame Isolati- onsmittel zwischen dem Transformator und dem Schaltgerät zirkulieren kann. Dadurch dass das gemeinsame Isolationsmittel ein Gas oder eine Flüssigkeit ist und zwischen dem Transformator und dem Schaltgerät zirkulieren kann, besteht in vorteilhafterweise die Möglichkeit, in besonders kalten Umgebun- gen die in dem Transformator erzeugte Abwärme zum Heizen des Schaltgerätes zu verwendet, indem das Isoliermittel zugleich als Wärmeträger genutzt wird.
Alternativ oder zusätzlich zu der letztgenannten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Transformator ein Kühlmittel enthält und mit dem Schaltgerät über eine Kühlmittelleitung in Verbindung steht, so dass das Kühlmittel zwischen dem Transformator und dem Schaltgerät zirkulieren kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä ¬ ßen Anordnung sieht zudem vor, dass das Schaltgerät von einer geerdeten Halterung getragen ist. Eine solche Ausführungsform gewährleistet die insbesondere bei Hochspannungsnetzen gefor ¬ derte elektrische Sicherheit für sich in der Nähe der Anord ¬ nung aufhaltende Betriebspersonen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Schaltgerät ein einpoliges Schaltgerät ist. Auf diese Weise wird eine möglichst einfache Konstruktion erreicht.
In diesem Zusammenhang kann für die Verwendung bei mehrphasigen Energieversorgungsnetzen vorgesehen sein, dass mehrere einpolige Schaltgeräte auf dem gemeinsamen Sockelabschnitt gehalten sind, die mit dem Transformator elektrisch durch eine mehrpolige Isolationsdurchführung oder mehrere einpolige Isolationsdurchführungen verbunden sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine Anordnung mit einem Schaltgerät und einem
Transformator gemäß dem Stand der Technik,
Figur 2 eine Anordnung mit einem Schaltgerät und einem Transformator, bei der das Schaltgerät auf dem Transformator gehalten ist,
Figur 3 eine Anordnung mit einem Schaltgerät und einem
Transformator, bei der das Schaltgerät seitlich neben dem Transformator angeordnet ist und
Figur 4 eine Anordnung mit einem Schaltgerät und einem
Transformator, bei der das Schaltgerät seitlich neben dem Transformator und zusätzlich erhöht angeordnet ist.
In Figur 2 ist eine Anordnung 20 dargestellt, bei der auf einem Sockelabschnitt 21 ein elektrischer Transformator 22 angeordnet ist. Der Transformator 22 ist über einen nicht näher dargestellten ersten Anschluss mit einer ebenfalls nicht dargestellten ersten Spannungsebene des Energieversorgungsnetzes verbunden.
Auf dem Transformator 22 ist ein Schaltgerät 23 gehalten, bei dem es sich beispielsweise um einen Trennschalter oder einen Leistungsschalter handeln kann. Ein Kontakt des Schaltgerätes 23 steht mit einem entsprechenden elektrischen Anschluss des Transformators 22 über eine Isolationsdurchführung 24 in e- lektrischer Verbindung. Die Isolationsdurchführung stellt hierbei eine unterbrechungsfreie Verbindung zwischen dem Transformator 22 und dem Schaltgerät 23 dar, so dass die äu- ßeren Kapselungen des Transformators 22 und des Schaltgerätes 23 durch die Isolationsdurchführung quasi ineinander übergehen .
Der andere Kontakt des Schaltgerätes 23 ist über einen mit einer Isolierstrecke 25 versehenen Freiluftanschluss 26 und eine Freiluftverbindung 27 mit einer Freileitung 28 einer zweiten Spannungsebene des im Weiteren nicht mehr dargestell ¬ ten elektrischen Energieversorgungsnetzes, beispielsweise ei ¬ nes elektrischen Hochspannungsnetzes, verbunden.
Die in Figur 2 gezeigte Anordnung 20 kommt mit einer vergleichsweise geringen Grundfläche in Form des gemeinsamen Sockelabschnittes 21 aus, da das Schaltgerät 23 auf dem Trans- formator 22 angeordnet ist. Das Schaltgerät 23 kann bei ent ¬ sprechender Ausführung entweder direkt auf einer Dachfläche des Transformators 22 oder - wie in Figur 2 angedeutet - auf einer zusätzlichen Haltefläche 29, die auf dem Transformator
22 angeordnet ist, gehalten sein.
Das in der Isolationsdurchführung 24 enthaltene Isolationsmittel kann beispielsweise ein Feststoff wie zum Beispiel ein Gießharz sein. Alternativ kann auch ein gasförmiges Isolationsmittel, beispielsweise ein SF 6 Gas (Schwefelhexafluorid- gas) oder ein entsprechendes Isolieröl in dem Isolationsmittel enthalten sein. In einem solchen Fall, bei dem das Isolationsmittel durch einen gasförmigen oder flüssigen Stoff gebildet wird, kann außerdem in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass in dem elektrischen Schaltgerät 23, dem Transfor- mator 22 und der Isolationsdurchführung 24 ein gemeinsames
Isolationsmittel enthalten ist und dieses gemeinsame Isolati ¬ onsmittel zwischen dem Transformator 22 und das Schaltgerät
23 zirkulieren kann. In diesem Fall bildet also die Isolationsdurchführung 24 zusätzlich eine Durchführung für das Iso- lationsmittel . Die Zirkulation kann hierbei durch freie Kon- vektion oder in erzwungener Weise, z.B. durch einen Pumpe o- der einen Kompressor, erreicht werden. Eine solche Anordnung ist insbesondere in sehr kalten Umgebungen von Vorteil, da hierbei das durch die Abwärme des Transformators 22 erwärmte Isolationsmittel durch die Durchführung 24 in das Schaltgerät 23 strömen kann und somit zu einer Beheizung des Schaltmittels 23 beiträgt. Eine separate Beheizung des Schaltmittels, um dieses in kalten Umgebungen vor einer Verflüssigung eines Isoliergases (z.B. SF 5 ), vor einem Einfrieren oder vor Kälte-
schaden zu schützen, ist somit in einer solchen Anordnung nicht notwendig.
Das Schaltgerät 23 ist in Figur 2 als einpoliges Schaltgerät dargestellt, das mit einer einzigen Phase des elektrischen
Energieversorgungsnetzes 28 in Verbindung steht. Anstelle ei ¬ nes einzigen einpoligen Schaltgerätes können bei einem mehrphasigen Energieversorgungsnetz auch mehrere einpolige Schaltgeräte verwendet werden, bei denen entweder eine mehr- polige Isolationsdurchführung 24 oder mehrere einpolige Iso ¬ lationsdurchführungen zur elektrischen Verbindung des Transformators 22 mit den Schaltgeräten verwendet werden. Alterna ¬ tiv ist auch die Verwendung eines mehrpoligen Schaltgerätes möglich, um die Verbindung an ein mehrphasiges Energieversor- gungsnetz zu erreichen.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform mit einer Anordnung 30, bei der ein Schaltgerät 31 seitlich neben einem Transformator 32 angeordnet ist. Eine elektrische Verbindung zwischen einem Kontakt des Schaltgerätes 31 und einem entsprechenden An- schluss des Transformators 32 ist beispielhaft über eine seitlich aus dem Transformator 32 heraustretende Isolations ¬ durchführung 33 gegeben.
Um eine ausreichende elektrische Sicherheit für Betriebsper ¬ sonal der Anlage 30 zu gewährleisten, ist das Schaltgerät 31 mittels einer geerdeten Halterung 34 gehalten.
In Figur 3 ist außerdem eine weitere Möglichkeit gezeigt, wie die Abwärme des Transformators 32 zum Beheizen des Schaltge ¬ rätes 31 eingesetzt werden kann. Hierzu wird eine Kühlmittel ¬ leitung 35 zwischen dem Transformator 32 und dem Schaltgerät 31 vorgesehen. Diese kann beispielsweise an einem Kühlmittel- überlaufgefäß 36 des Transformators 32 angeschlossen sein.
Durch die Kühlmittelleitung 35 kann ein in dem Transformator 32 vorhandenes Kühlmittel in freier oder erzwungener Konvek- tion zwischen dem Transformator 32 und dem Schaltgerät 31 zirkulieren. Hierbei nimmt das Kühlmittel in dem Transforma- tor erzeugte Abwärme auf und transportiert diese in das
Schaltgerät 31, wo sie zu dessen Beheizung eingesetzt wird. Eine solche Ausführung ist insbesondere bei der engen räumlichen Anordnung von Transformator 32 und Schaltgerät 31 mit einfachen konstruktiven Mitteln zu erreichen. Eine solche Form der Beheizung des Schaltgerätes kann alternativ oder zusätzlich zu der Beheizung des Schaltgerätes über ein gemeinsames Isolationsmittel - wie bereits zu Figur 2 erläutert - vorgesehen sein.
Die weiteren Eigenschaften der Anordnung 30 entsprechen denen der Anordnung 20 mit auf dem Transformator gehaltenem Schaltgerät .
Figur 4 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform mit einer Anordnung 40, bei der ein Schaltgerät 41 seitlich neben einem Transformator 42 angeordnet ist. In der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist das Schaltgerät 41 auf einer erhöhten geerdeten Halterung 43 angeordnet, um für Bedienpersonal der Anlage eine noch weiter erhöhte elektrische Sicherheit zu ge- währleisten. Bei dieser Ausführungsform gemäß Figur 4 ist die elektrische Verbindung zwischen einem Anschluss des Transformators 42 und einem Kontakt der elektrischen Schalteinrichtung 41 durch eine Isolationsdurchführung 44 erreicht, die oben aus dem Transformator 42 herausragt und seitlich in das Schaltgerät 41 hereingeführt ist. Alternativ hierzu sind na ¬ türlich auch andere Ausführungsformen der Isolationsdurchführung 44, beispielsweise eine seitlich aus dem Transformator 42 herausragende Isolationsdurchführung oder eine von oben
oder unten in das Schaltgerät 41 hereingeführte Isolations ¬ durchführung sowie Kombinationen hiervon möglich.
Die weiteren Eigenschaften der Anordnung 40 entsprechen wie- derum denen der Anordnung 20 gemäß Figur 2.
Es wird also in allen Fällen eine Anordnung vorgeschlagen, bei der durch Platzierung eines Schaltgerätes und eines Transformators eine Einsparung hinsichtlich der benötigten Grundfläche erreicht wird. Durch die Verwendung einer Isola ¬ tionsdurchführung anstelle einer Freiluftleitung zur elektrischen Verbindung des Transformators und des Schaltgerätes werden zusätzlich die elektrische Sicherheit der Anordnung erhöht und der konstruktive Aufwand bei Herstellung und Auf- bau der Anordnung verringert.