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Title:
NEED-ORIENTED MEDIUM VOLTAGE SWITCHBOARD PLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/003181
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a metal-clad, air-insulated medium voltage switchboard plant with one or more functional zones for receiving switchgear and/or cable connections and/or bus bars. The medium voltage switchboard is realized by means of a switchboard section (MSF...) having modular structure and a plant-oriented number of separate partition areas (SCR...) with separate pressure relief devices (DEE...). Said partition areas (SCR...) are interconnected with function-oriented bushing devices (DEE...). The switchboard sections with modular structure are used for realizing metal-clad air-insulated medium voltage switchboard plants used for energy supply and distribution.

Inventors:
KOPKE VOLKER
STOLZ RAINER
BISCHUR OLAF
MOSLER THOMAS
SCHUDT KARL
WAGNER DIETER
Application Number:
PCT/DE1998/002040
Publication Date:
January 21, 1999
Filing Date:
July 09, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02B13/02; H02B1/32; H02B13/045; (IPC1-7): H02B13/02
Foreign References:
DE4014099A11991-11-07
DE2325397A11974-12-05
DE4111586A11992-10-15
DE29622654U11997-05-15
FR2116851A51972-07-21
DE3337276A11985-04-25
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Claims:
Patentansprüche
1. Metallgekapselte, luftisolierte MittelspannungsSchaltan lage mit einem oder mehreren Funktionsraumbereichen zur Auf nahme von Schaltgeräten und/oder Kabelanschlüssen und/oder Sammelschienen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 1.1 die MittelspannungsSchaltanlage ist durch ein modular strukturiertes Schaltfeld (MSF) realisiert, 1.2 das modularstrukturierte Schaltfeld (MSF) enthalt eine anlagentypenorientierte Anzahl von Schotträumen (SCR...), 1.3 die Schottråume (SCR...) sind untereinander mit einer funktionsorientierten Anzahl von Durchfuhrungseinrich tungen (DFE...) verbunden, 1.4 die Schottråume (SCR...) weisen jeweils mindestens eine Druckentlastungseinrichtung (DEE...) auf.
2. Metallgekapselte, luftisolierte MittelspannungsSchaltan lage nach Patentanspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 2.1 die Schottråume (SCR...) sind gebildet aus mindestens einem Modulraum (MDR) und/oder mindestens einem Sammel schienenraum (SSR, SER) und/oder mindestens einem An schlußraum (ASR, ZAR), 2.2 die Durchführungseinrichtungen (DFE...) sind realisiert durch Sammelschienendurchfuhrungen (SSD...) und/oder durch Durchfuhrungsstutzer (DFS...) und/oder durch Durchfuhrungswandler (DFW...), 2.3 der Modulraum (MDR) dient alternativ zur Aufnahme einer Einschubeinrichtung (ESE) oder einer Wageneinschubein richtung (WEE), 2.4 die Einschubeinrichtung (ESE) oder die Wageneinschubein richtung (WEE) ist durch ein Leistungsschaltermodui (LSM) oder durch ein Trennmodul (TRM) oder durch ein Transformatorenabgangsmodul (TAM) oder durch ein Memo dul (MSM) realisiert.
3. Metallgekapselte, luftisolierte MittelspannungsSchaltanla ge nach den Patentanspruchen 1 und 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 3.1 die MittelspannungsSchaltanlage weist einen im oberen Frontbereich des Modulraumes (MDR) angeordneten Nieder spannungsSchaltraum (NSR) auf, 3.2 der NiederspannungsSchaltraum (NSR) ist gegenüber dem Modulraum (MDR) thermisch entkoppelt.
4. Metallgekapselte, luftisolierte MittelspannungsSchaltanla ge nach den Patentansprüchen 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 4.1 hinter dem Modulraum (MDR) schließt sich im mittleren Bereich der Sammelschienenraum (SSR), im oberen Bereich ein Sammelschieneneinbautenraum (SER) und im unteren Be reich der Anschlußraum (ASR) an, 4.2 der Modulraum (MDR), der Sammelschienenraum (SSR), der Sammelschieneneinbautenraum (SER) und der Anschlußraum (ASR) weisen jeweils mindestens eine Druckentlastungs einrichtung (DEE...) auf, 4.3 die Druchentlastungseinrichtungen (DEE...) des Modulrau mes (MDR), des Sammelschieneneinbauraumes (SER) und des Anschlußraumes (ASR) sind vorzugsweise im oberen Raumab grenzungsbereich angeordnet.
5. Metallgekapselte, luftisolierte MittelspannungsSchaltanla ge nach Patentansprüchen 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Merkmale 5.1 der Anschlußraum (ASR) ist im unteren Bereich durch ei nen Zusatzanschlußraum (ZAR) erweitert, 5. 2 der Zusatzanschlußraum (ZAR) ist mit dem Anschlußraum (ASR) über eine Durchfuhrungseinrichtung (DFE...) ver bunden, 5.3 der Zusatzabschlußraum (ZAR) ist mittels einer Druckent lastungseinrichtung (DEE...) mit einem hinter dem An schlußraum (ASR) vorgesehenen Druckentlastungsraum (DER) verbunden.
Description:
Beschreibung Bedarfsorientierte Mittelspannungs-Schaltanlage Die Erfindung betrifft eine metallgekapselte, luftisolierte Mittelspannungs-Schaltanlage mit einem oder mehreren Funk- tionsraumbereichen zur Aufnahme von Schaltgeråten und/oder Kabelanschlussen und/oder Sammelschienen.

Die bekannten Mittelspannungs-Schaltanlagen, die beispiels- weise als Einspeise-und Abgangsfeld, als Långskupplung-Lei- stungsschalterfeld, als Transformatorenabgangsfeld, und als MeS-oder Stichfeld ausgeführt sein können, sind bisher in Schaltfeldern mit weitestgehend gleichartigen Rastermaßen an- geordnet. Dies bedeutet jedoch, daß die einzelnen Komponenten innerhalb der Mittelspannungs-Schaltanlagen in relativ unter- schiedlich gestalteten Funktionsräumen untergebracht sind.

So sind beispielsweise die Sammelschienen ggf. mit ihren Sam- melschieneneinbauten wie Wandler, Trenn-und Erdungsschal- tereinrichtungen etc. in enger räumlicher Zuordnung zueinan- der positioniert. Die Schaltfelder sind dadurch insgesamt in ihren Bauabmaßen sehr variabel festgelegt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, fur die eingangs definierten metallgekapselten, luftisolierten Mittelspannungs-Schaltanlagen ein Konzept anzugeben, mit dem die unterschiedlichsten Anlagenkofigurationen mit einer mini- malen Anzahl von verschiedenartigen Bausteinen realisierbar sind und darüber hinaus ohne Einschränkung der in dieser Technik üblichen Sicherheitsanforderungen eine erhebliche Re- duzierung des Bauvolumens gegenüber den derzeit bekannten Mittelspannungs-Schaltanlagen erreicht ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale 1.1 die Mittelspannungs-Schaltanlage ist durch ein modular- strukturiertes Schaltfeld realisiert, 1.2 das modularstrukturierte Schaltfeld enthält eine anla- gentypenorientierte Anzahl von Schotträumen, 1.3 die Schotträume sind untereinander mit einer funktions- orientierten Anzahl von Durchfuhrungseinrichtungen ver- bunden, 1.4 die Schottraume weisen jeweils mindestens eine Druckent- lastungseinrichtung auf.

Die metallgekapselten, luftisolierten Mittelspannungs- Schaltanlagen mit modularstrukturierten Schaltfeldern, die entsprechend den verschiedensten Anlagentypen eine entspre- chende Anzahl von voneinander getrennten Schottraumen aufwei- sen, lassen sich gegenüber den bekannten Anlagen dieser Ka- tegorie in wesentlich kompakterer Bauweise zusammensetzen.

Die verschiedenen Einzelkomponenten der Mittelspannungs- Schaltanlagen werden in sogenannten Funktionsmodulen vorge- fertigt und vor Ort bedarfsgerecht zusammengefügt. Die Durch- führungseinrichtungen, die die einzelnen Schottraume mitein- ander verbinden, bieten u. a. die Möglichkeit, bei Erweite- rungen von Anlagen auf die üblichen kostspieligen IsoliermaS- nahmen zu verzichten. Die jedem der einzelnen Schotträume zu- geordnete eigenen Druckentlastungseinrichtung erhöht zusatz- lich die Sicherheit dieser modularstrukturierten Schaltfel- der.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Merkmale

2.1 die Schottraume sind gebildet aus mindestens einem Mo- dulraum und/oder mindestens einem Sammelschienenraum und/oder mindestens einem Anschlußraum, 2.2 die Durchfuhrungseinrichtungen sind realisiert durch Sammelschienendurchfuhrungen und/oder durch Durchfüh- rungsstutzer und/oder durch Durchfuhrungswandler, 2.3 der Modulraum dient alternativ zur Aufnahme einer Bin- schubeinrichtung oder einer Wageneinschubeinrichtung, 2.4 die Einschubeinrichtung oder die Wageneinschubeinrichtung ist durch ein Leistungsschaltermodul oder durch ein Trennmodul oder durch ein Transformatorenabgangsmodul oder durch ein Meßmodul realisiert, vorgesehen.

Mit dieser streng funktionellen Unterteilung in Modulraum, Sammelschienenraum und Anschlußraum, die untereinander über die Durchführungseinrichtungen in Form von Durchführungsstüt- zer, Durchfuhrungswandler und Sammelschienendurchfuhrungen verbunden sind, lassen sich die unterschiedlichen Anlagenkon- figurationen in einfacher Weise realisieren. Dabei ist der Modulraum derart gestaltet, daß einerseits eine komplette Wa- geneinschubeinrichtung Aufnahme findet und andererseits auch nur eine Einschubeinrichtung allein im Modulraum unterge- bracht sein kann. Diese Einschubeinrichtung kann dann, wie die vorab erwähnte Wageneinschubeinrichtung, mit Hilfe eines fahrbaren Wagengestells direkt aus bzw. in den Modulraum ge- fahren werden. Es sind in diesem Zusammenhang keine konstruk- tiven Änderungen innerhalb und außerhalb der Mittelspannungs- Schaltanlage notwendig.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- dung sind die Merkmale

3.1 die Mittelspannungs-Schaltanlage weist einen im oberen Frontbereich des Modulraumes angeordneten Niederspan- nungsschaltraum auf, 3.2 der Niederspannungsschaltraum ist gegenüber dem Modul- raum thermisch entkoppelt, vorgesehen.

Mit dem im oberen Frontbereich des Modulraums angeordneten Niederspannungsschaltraum ist gleichermaßen ein für das Be- dienungspersonal günstige Bedienerfreundlichkeit gegeben, die auch bei sehr kompakter Bauweise fur die modularstrukturier- ten Schaltfelder in einfacher Weise erreicht ist. Als beson- ders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang anzusehen, daB der Niederspannungsschaltraum durch einem entsprechenden räumlichen Abstand vom Modulraum gegenüber diesem praktisch thermisch entkoppelt ist. Durch diese Maßnahme ist die Si- cherheit noch zusätzlich erhöht hinsichtlich der nur sehr ge- ringen beziehungsweise gar keinen Warmebeeintråchtigung der Relais und sonstiger Schaltgeräte innerhalb des Niederspan- nungs-Schaltraumes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht die Merkmale 4. 1 hinter dem Modulraum schließt sich im mittleren Bereich der Sammelschienenraum, im oberen Bereich ein Sammel- schieneneinbautenraum und im unteren Bereich der An- schlußraum an, 4.2 der Sammelschienenraum und der Sammelschieneneinbauten- raum sind annähernd übereinander angeordnet, 4. 3 die Druckentlastungseinrichtungen des Modulraumes, des Sammelschieneneinbautenraumes und des Anschlußraumes

sind vorzugsweise im oberen Raumabgrenzungsbereich ange- ordnet, vor.

Mit der strikten Trennung von Sammelschienenraum und Sammel- schieneneinbautenraum ist erreicht, daß beispielsweise bei einem Störfall im Sammelschieneneinbautenraum die Sammel- schienen im Sammelschienenraum nicht beeinträchtigt sind, be- ziehungsweise umgekehrt die Sammelschieneneinbauten beim Stb- rungsfall im Sammelschienenraum unbeschädigt bleiben. Dazu tragen im wesentlichen auch die Druckentlastungseinrichtungen bei, die praktisch für jeden Schottraum vorgesehen sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- dung sind die Merkmale 5.1 der AnschluSraum ist im unteren Bereich durch einen Zu- satzanschlußraum erweiterbar, 5.2 der Zusatzanschlußraum ist mit dem Anschlußraum über ei- ne Durchführungseinrichtung verbunden, 5.3 der Zusatzanschlußraum ist mittels einer Druckentla- stungseinrichtung mit einem hinter dem Anschlußraum vor- gesehenen Druckentlastungsraum verbunden, vorgesehen.

Mit dem sich an den Anschlußraum anschließenden Zusatzan- schlußraum, in dem beispielsweise ein Kabel von unterhalb der Mittelspannungs-Schaltanlage zufuhrbar und über die Durchfüh- rungseinrichtung direkt mit einer Sammelschiene im Anschluß- raum verbindbar ist, können Kabelwechsel durchgeführt werden, ohne entsprechende Isoliermaßnahmen im Anschlußraum selbst durchführen zu müssen.

Die Erfindung wird durch zwei figurlich dargestellte Ausfüh- rungsbeispiele näher erlautert, wobei die Figur l einen smog- lichen modularstrukturierten Grundausbau eines Schaltfeldes der metallgekapselten luftisolierten Mittelspannungs-Schalt- anlage erkennen läßt und die Figur 2 die unterschiedlichen Anlagenkonfigurationen diese Mittelspannungs-Schaltanlagen verdeutlicht.

Die Figur 1 stellt einen möglichen Grundausbau eines modular- strukturierten Schaltfeldes MSF der metallgekapselten, lufti- solierten Mittelspannungs-Schaltanlage dar. Wie ersichtlich, sind in dem Schaltfeld MSF eine anlagenorientierte Anzahl von Schotträumen SCR1, SCR2, SCR3, SCR3'vorgesehen, die unter- einander mit einer funktionsorientierten Anzahl von Durchfuh- rungseinrichtungen DFE12, DFE13, DFE33'verbunden sind.

Weiterhin ist ersichtlich, daß die einzelnen Schottråume SCR1, SCR2, SCR3, SCR3'jeweils mit einer separaten Druckent- lastungseinrichtung DEE... ausgestattet sind. Vorzugsweise liegen die Druckentlastungseinrichtungen DEE... der Schot- traume SCR1, SCR2 und SCR3'im oberen Raumabgrenzungsbereich derselben, so daß im Störungsfall die in diesen Schottraumen SCR1, SCR2, und SCR3'entstehende WArme unmittelbar nach au- Sen, d. h. aus der Mittelspannungs-Schaltanlage, herausge- führt werden kann. Die dem Schottraum SCR3 zugeordnete Druk- kentlastungseinrichtung DEE hingegen führt im Störfall die Wärme über den angrenzenden Schottraum SCR2 und deren Druck- entlastungseinrichtung DEE... ab. Damit sind die Schottraume SCR3 und SCR3'praktisch thermisch entkoppelt mit dem Ergeb- nis, daß auftretende Störfälle in einem der Schotträume SCR3, SCR3'keinerlei negative Ruckwirkungen auf den jeweils ande- ren Schottraum SCR3, SCR3'haben.

Die Figur 2 zeigt : nähere Einzelheiten von Ausgestaltungsmög- lichkeiten des modularstrukturierten Schaltfeldes MSF, mit der die bekannten Mittelspannungs-Schaltanlagen, die, wie eingangs erwähnt, beispielsweise als Einspeise-und Abgangs- feld, als Langskupplung-Leistungsschalterfeld, als Transfor- matorenabgangsfeld, und als MeR-oder Stichfeld etc. ausge- führt sein können, in einfacher Weise als metallgekapselte, luftisolierte Mittelspannungs-Schaltanlagen zusammensetzbar sind.

Im Einzelnen ist erkennbar, daß der erste Schottraum SCR1 dem sog. Modulraum MDR zur wahlweise Aufnahme einer Einschubein- richtung ESE oder einer Wageneinschubeinrichtung WEE dient, während der zweite Schottraum SCR2 den sog. Anschlußraum ASR mit Durchfuhrungswandler DFW, Durchführungseinrichtung DFE..., die ggf. als Sammelschienendurchfuhrung SSD ausge- führt ist, aufnimmt.

Der dritte Teil-Schottraum SCR3 bildet den sog. Sammelschie- nenraum SSR, der ausschließlich der Aufnahme der Sammelschie- nen des modularstrukturierten Schaltfeldes MSF dient, in dem sich der Durchführungsstützer DFS und ggf. ein weiterer Durchführungswandler DFWI befindet, wahrend in demdarüber- liegenden weiteren dritten Teil-Schottraum SCR3'der Sammel- schieneneinbautenraum SER angeordnet ist. Der Sammelschienen- raum SSR und der Sammelschieneneinbautenraum SER sind also zur Erhöhung der Anlagensicherheit druck-und wärmeunabhängig voneinander angeordnet.

Der Figur 2 ist außerdem zu entnehmen, daß die Einschubein- richtung ESE bzw. die Wageneinschubeinrichtung WEE zur Reali- sierung der unterschiedlichen Anlagenkonfigurationen als Lei-

stungsschaltermodul LSM, oder als Trennmodul TRM, oder als Transformatorenabgangsmodul TAM, oder als Meßmodul MSM ausge- führt sein kann. Durch die unterschiedlichen Strichstårken innerhalb der Wageneinschubeinrichtung WEE für das nicht be- zeichnete Wagengestell und fur die Einschubeinrichtung ESE ist angedeutet, daß die Einschubeinrichtung ESE mit einem nicht näher bezeichneten Wagengestell in und aus den Modul- raum MDR gefahren werden kann, nachdem die entsprechenden Kopplungsvorgänge veranlaßt sind.

Eine weitere Ausbauvariante der metallgekapselten, luftiso- lierten Mittelspannungs-Schaltanlage ist durch die unterbro- chen Linien unterhalb und hinter dem modularstrukturierten Schaltfeld MSF angedeutet. So kann der Anschlußraum ASR fur den Fall der unteren Kabelzufuhrung durch der ZusatzanschluB- raum ZAR erweitert sein, der seinerseits zum darüberliegenden Anschlußraum ASR mittels einer Durchfuhrungseinrichtung DFE... verbunden ist, so daß das Anschlußkabel beispielsweise direkt mit dem im Anschlußraum ASR gelegenen, nicht darge- stellten Sammelschienenanschluß verbindbar ist. Ein Anschluß- kabelwechsel kann in diesem Falle ohne Beeinträchtigung des daruberliegenden Schottraumes SCR 2, dem Anschlußraum ASR, erfolgen.

Weiterhin ist auch der Zusatzanschlußraum ZAR mit einer Druk- kentlastungseinrichtung DEE... versehen, wobei hier der Druckausgleich über den hinter dem modularstrukturierten Schaltfeld MSF angeordneten Druckentlastungsraum DER erfolgt, der ebenfalls mit einer entsprechenden Druckentlastungsein- richtung DEE... in seinem oberen Raumabgrenzungsbereich aus- gestattet ist.




 
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