DE4233986C2

DE4233986C2 - Switchgear with voltage converter

Info

Publication number: DE4233986C2
Application number: DE4233986A
Authority: DE
Inventors: Andreas Buescher; Erwin Reichl
Original assignee: Alstom Sachsenwerk GmbH
Current assignee: Schneider Electric Sachsenwerk GmbH
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1992-10-09
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2012-10-10
Also published as: DE4233986A1

Description

Die Erfindung betrifft eine druckgasisolierte Mittelspannungsschaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a compressed gas insulated Medium voltage switchgear according to the preamble of Claim 1.

Aus der DE 90 12 016 U1 ist es bei gekapselten Mittelspannungsschaltanlagen bekannt, innerhalb eines druckdichten Anlagegehäuses einen hochspannungsführenden Leiter, insbesondere eine Sammelschiene anzuordnen, von welcher über einen kombinierten Dreistellungsschalter und über einen Last- oder Leistungsschalter eine Abzweigleitung zu Steckbuchsen geführt ist. Diese Steckbuchsen sitzen gasdicht in einer entsprechenden Öffnung des Anlagengehäuses und dienen für den Anschluss entsprechend ausgestatteter Hochspannungskabel bzw. zum direkten Anstecken eines Spannungswandlers. Von Nachteil ist bei diesem Aufbau, dass der Spannungswandler erst nach einem Freischalten der Abzweigleitung abgeschaltet ist, wobei nicht nur der Dreistellungsschalter in seine Erderfunktion umgeschaltet werden muss, sondern zunächst der Last- oder Leistungsschalter ausgeschaltet und nach der Umschaltung des Dreistellungsschalters wieder eingeschaltet werden muss, um die Steckbuchse für den Spannungswandler mit Sicherheit spannungsfrei zu schalten. Bei einem Defekt des Spannungswandlers muss zudem der Abzweig ebenfalls freigeschaltet werden, wobei dann, wenn ein Austausch- Spannungswandler nicht zur Verfügung steht, die betreffende Buchse bei einem Wiedereinschalten des Abzweigs in unzulässiger Weise unter Hochspannung steht. From DE 90 12 016 U1 it is encapsulated Medium voltage switchgear known within a pressure-tight system housing a high-voltage Conductor, in particular to arrange a busbar from which via a combined three-position switch and via a load line or circuit breaker to a branch line Sockets is guided. These sockets are gas-tight in a corresponding opening in the system housing and serve for connecting appropriately equipped High voltage cable or for directly plugging in a Voltage converter. The disadvantage of this structure is that the voltage converter only after the Branch line is switched off, but not only the Three-position switch switched to its earthing function must first be the load or circuit breaker turned off and after switching the Three position switch must be turned on again the socket for the voltage converter with certainty switch off voltage. If the The branch must also be the voltage transformer unlocked, whereby when an exchange Voltage converter is not available, the concerned When the branch in is switched on again is inadmissibly under high voltage.

Zur Verdeutlichung dieses Standes der Technik wird noch auf die zwischenzeitlich bekannt gewordene Literaturstelle "Elektrizitätswissenschaft" Jg. 89 (1990) Heft 16/17 hingewiesen, wo in einem auf Seite 916 beginnenden Aufsatz "Gasisolierte Mittelspannungs-Leistungsschalteranlagen der Baureihe 8DA10/8DD10 - ein Konzept für Generationen" auf Seite 926 und in den Bildern 10a und 10b der entsprechende elektrische Schaltungsaufbau wiedergegeben ist. Demnach sind mehrere elektrisch parallelgeschaltete Steckbuchsen innerhalb der druckgasisolierten Mittelspannungsschaltanlage über einen Hochspannungsleiter und eine Hochspannungschalteinrichtung an einen Hochspannung führenden Sammelschienen-Leiter angeschlossen. Dabei ist an eine der Steckbuchsen von außen ein Spannungswandler angesteckt.To clarify this prior art is still on the literature reference that has since become known "Elektrizitätswissenschaft" vol. 89 (1990) issue 16/17 noted where in an article beginning on page 916 "Gas-insulated medium-voltage circuit breaker systems from Series 8DA10 / 8DD10 - a concept for generations "on page 926 and in Figures 10a and 10b the corresponding one electrical circuit structure is reproduced. Accordingly several electrically connected sockets within the pressurized gas-insulated medium-voltage switchgear via a High-voltage conductor and a high-voltage switching device a high-voltage busbar conductor connected. Here is one of the sockets from the outside a voltage converter is connected.

Aus der DE 31 32 359 A1 ist es bei einer gekapselten Spannungsschaltanlage bekannt, einen innerhalb des Anlagegenäuses angeordneten Spannungswandler über einen Trennschalter an einen Hochspannungsleiter anzuschließen, jedoch ermöglicht diese Anordnung nicht den Betrieb der Schaltanlage bei abgeschaltetem Spannungswandler. Auch ist eine Steckbuchse für den Spannungswandler und eine derselben zugeordnete Erdungseinrichtung nicht vorgesehen.From DE 31 32 359 A1 it is in an encapsulated Voltage switchgear known, one within the System-arranged voltage converter via a Connect the disconnector to a high voltage conductor however, this arrangement does not allow the operation of the Switchgear with the voltage converter switched off. Is too a socket for the voltage converter and one of the same assigned earthing device not provided.

Aus der DE 31 26 745 A1 geht eine Hochspannungsschaltanlage als bekannt hervor, bei welcher lediglich ein Kabelanschluss vom Sammelschienenleiter getrennt und geerdet werden kann. Dieser Schaltungsaufbau umfasst jedoch keine Schaltungsmaßnahmen zur Abschaltung und Erdung eines zusätzlichen Betriebsmittels.DE 31 26 745 A1 describes a high-voltage switchgear as known, in which only a cable connection can be separated from the busbar and grounded. However, this circuit structure does not include any Circuit measures for switching off and grounding a additional resources.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mittelspannungsschaltanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Maßnahmen zu treffen, durch welche eine erhöhte Betriebssicherheit erreicht wird. The invention has for its object in a Medium voltage switchgear according to the preamble of Claim 1 to take measures by which an increased Operational safety is achieved.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Bei einer Mittelspannungsschaltanlage gemäß der Erfindung ist kein Freischalten des Abzweigs bei Arbeiten am Spannungswandler erforderlich, weil für diesen Spannungswandler eine eigene Trenn- bzw. Erdungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei wird die für den Spannungswandler vorgesehene Steckbuchse und damit auch der angesteckte Spannungswandler über die Erdungseinrichtung direkt geerdet. Der Spannungswandler kann danach ohne Gefährdung der Bedienungsperson von der Schaltanlage abgetrennt werden. Der Spannungswandler ist von dem vorzugsweise mit SF6-gefüllten Anlageninnenraum getrennt und kann für sich gehandhabt werden. Der Spannungswandler kann zudem ohne eine Demontage vor Spannungsprüfungen der Schaltanlage abgetrennt werden, wenn auf die im Innengehäuse angeordneten Bauteile hohe Stoßspannungen oder sonstige Gleich- oder Wechselprüfspannungen aufgeschaltet werden, die den Spannungswandler beschädigen können. Ein defekter Spannungswandler kann nach dem Öffnen der Trennstrecke und der Erdung der zugehörigen Steckbuchse zunächst an der Schaltanlage verbleiben, bis Ersatz bereit steht. Selbst bei abgenommenem Spannungswandler ergibt sich keine Minderung des Sicherheitsgrades der Schaltanlage, weil der berührbare Kontakt der betreffenden Steckbuchse geerdet ist. Insgesamt ergibt sich eine kompakte Bauweise bei geringem Montageaufwand, wobei im Störfall eine schnelle Demontagemöglichkeit gegeben ist. Der Spannungswandler kann jedoch auch über ein zwischengeschaltetes Hochspannungskabel an die Steckbuchse angesteckt werden, wenn es die räumlichen Bauverhältnisse erfordern. Vorzugsweise ist die Trenn- bzw. Erdungseinrichtung als kombinierter Trenn- und Erdungsschalter ausgebildet und von außerhalb des Anlagengehäuses über eine gasdichte Verbindung zu betätigen. Sind im Anlagengehäuse mehrere gleich ausgebildete Steckbuchsen vorgesehen, dann wird der mit der Trenn- bzw. Erdungseinrichtung verbundenen Steckbuchse ein Kennzeichnungselement zugeordnet, um sicherzustellen, dass der lediglich auf die Leistung des Spannungswandlers abgestimmte Trenn- bzw. Erdungsschalter nicht überlastet wird, sondern nur der Spannungswandler angeschlossen wird. Inbesondere ist der Spannungswandler metallgekapselt und seine Metallkapselung wie das Anlagengehäuse geerdet.In a medium voltage switchgear according to the invention no activation of the branch when working on Voltage converter required because of this Voltage converter has its own isolating or earthing device is provided. This is for the voltage converter provided socket and thus also the plugged Voltage transformers are directly earthed via the earthing device. The voltage converter can then without endangering the Operator are disconnected from the switchgear. The Voltage converter is preferably filled with SF6 Separated system interior and can be handled on its own. The voltage converter can also be used without disassembly Voltage tests of the switchgear are disconnected if high on the components arranged in the inner housing Surge voltages or other direct or Alternating test voltages are applied, which the Can damage voltage transformers. A broken one Voltage converter can be opened after opening the isolating section and the Ground the associated socket first on the Switchgear remain until replacement is ready. Even at removed voltage converter there is no reduction in the Degree of security of the switchgear because of the touchable Contact of the relevant socket is grounded. All in all the result is a compact design with little Assembly effort, with a quick in the event of a malfunction Disassembly is possible. The voltage converter can but also via an intermediate high-voltage cable to be plugged into the socket if it is spatial Require building conditions. The separation or Earthing device as a combined disconnector and earthing switch trained and from outside the system housing via a to operate gas-tight connection. Are in the system housing several identically designed sockets are provided, then the one connected to the disconnecting or earthing device Socket assigned a label to to ensure that the performance of the Disconnector or earthing switch matched to the voltage transformer is not overloaded, only the voltage converter is connected. In particular, the voltage converter metal encapsulated and its metal encapsulation like that System housing grounded.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on the sketches of a Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den mechanischen Aufbau einer teilweise dargestellten Schaltanlage und Fig. 1 shows the mechanical structure of a switchgear partially shown and

Fig. 2 ein entsprechendes elektrisches Schaltschema. Fig. 2 shows a corresponding electrical circuit diagram.

Ein gasdicht ausgeführtes Außengehäuse 1 einer teilweise dargestellten gekapselten und insbesonder druckgasisolierten Mittelspannungsschaltanlage nimmt einen hochspannungführenden Leiter 2 auf, der an mehrere Kabelsteckbuchsen 3 und andererseits an eine nicht näher dargestellte geeignete Hochspannungsschalteinrichtung 4 angeschlossen ist. Diese Hochspannungsschalteinrichtung kann aus einem Last- oder Leistungsschalter 5 und einem damit in Serie geschalteten Dreistellungsschalter 6 bestehen, wobei letzterer an eine hochspannungführende Sammelschiene 7 bzw. an Erde angeschlossen ist. Die Kabelsteckbuchsen 3 können so über die Schalteinrichtung 4 bzw. 5, 6 von der Sammelschiene 7 freigeschaltet bzw. an dieselbe angeschaltet werden. Desgleichen können die Kabelsteckbuchsen 3 über den Dreistellungsschalter 6 und den Last- bzw. Leistungsschalter 5 kurzschlußfest geerdet werden. Außer den Kabelsteckbuchsen 3 ist durch eine entsprechende Öffnung im Außengehäuse 1 zusätzlich eine Steckbuchse 8 gasdicht eingesetzt, an die von außen ein metallgekapselter Spannungswandler 9 unmittelbar angesteckt ist. Bei unzureichenden Platzverhältnissen ist es jedoch auch möglich, die Verbindung zwischen der Steckbuchse 8 und dem entfernt davon anzuordnenden Spannungswandler über ein entsprechend ausgestattetes Hochspannungskabel vorzunehmen. Die Steckbuchse 8 für den Spannungswandler 9 ist innerhalb des Außengehäuses 1 mittels einer Trenn- bzw. Erdungseinrichtung 10 an die die Kabelsteckbuchsen 3 verbindende Brücke 11 angeschlossen. Die Trenn- bzw. Erdungseinrichtung 10 besteht vorzugsweise aus einem kombinierten Trenn- und Erdungsschalter, der nach Art eines Umschalters ausgebildet ist und dessen bewegliches Schaltstück 10a mit der Steckbuchse 8 verbunden ist. Die Trennstrecke 12 liegt dabei zwischen der Steckbuchse 8 und der Brücke 11, die mit dem betreffenden festen Schaltkontaktstück 13 der Einrichtung 10 verbunden ist. Das andere feste Schaltstück 14 liegt dagegen ständig an Massepotential, wie bei 15 angedeutet. Das bewegliche Schaltstück 10a der Schalteinrichtung 10 ist mit einer Antriebseinrichtung 16 gekoppelt, die ebenfalls gasdicht durch das Außengehäuse 1 nach außen geführt ist und von Hand oder durch eine andere Antriebseinrichtung bei 17 betätigbar ist. Bei mechanischer Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 16 ist es zweckmäßig, eine mechanisch wirkende Arretierungsvorrichtung 18 vorzusehen, um die Einrichtung 10 in ihren beiden Schaltstellungen, insbesondere aber in geerdeter Stellung arretieren und ggf. auch verperren zu können.A gas-tight outer housing 1 of a partially shown encapsulated and in particular pressurized gas-insulated medium-voltage switchgear receives a high-voltage conductor 2 , which is connected to several cable sockets 3 and, on the other hand, to a suitable high-voltage switching device 4 ( not shown in more detail). This high-voltage switching device can consist of a load switch or circuit breaker 5 and a three-position switch 6 connected in series therewith, the latter being connected to a high-voltage busbar 7 or to earth. The cable sockets 3 can thus be activated or switched on from the busbar 7 via the switching device 4 or 5 , 6 . Likewise, the cable sockets 3 can be earthed short-circuit-proof via the three-position switch 6 and the load or circuit breaker 5 . In addition to the cable sockets 3 , a socket 8 is additionally inserted gas-tight through a corresponding opening in the outer housing 1 , to which a metal-encapsulated voltage transformer 9 is directly connected from the outside. If the available space is insufficient, however, it is also possible to make the connection between the socket 8 and the voltage converter to be arranged remotely via a suitably equipped high-voltage cable. The socket 8 for the voltage converter 9 is connected inside the outer housing 1 by means of a disconnecting or earthing device 10 to the bridge 11 connecting the cable sockets 3 . The disconnecting or earthing device 10 preferably consists of a combined disconnector and earthing switch which is designed in the manner of a changeover switch and whose movable contact piece 10 a is connected to the socket 8 . The isolating section 12 lies between the socket 8 and the bridge 11 , which is connected to the relevant switch contact piece 13 of the device 10 . The other fixed contact 14 , however, is always at ground potential, as indicated at 15 . The movable contact piece 10 a of the switching device 10 is coupled to a drive device 16 , which is also passed gas-tight through the outer housing 1 to the outside and can be actuated by hand or by another drive device at 17 . In the mechanical configuration of the drive device 16 , it is expedient to provide a mechanically acting locking device 18 in order to be able to lock and, if necessary, also lock the device 10 in its two switching positions, but in particular in the grounded position.

Wenn der Spannungswandler 9 bei der Hochspannungsprüfung der übrigen gekapselten Bauteile wirkungslos sein soll, bzw. defekt ist oder ausgetauscht werden muß, wird der Trenn- bzw. Erdungsschalter 10 aus seiner Stellung, in welcher das bewegliche Schaltstück 10a am Schaltkontakt 13 anliegt und die Trennstrecke 12 überbrückt, durch Betätigung der Antriebseinrichtung 16, 17 in die in Fig. 2 dargestellte Erdungs-Schaltlage umgeschaltet. Die erforderliche Trennstrecke 12 zwischen der Steckbuchse 8 und dem Leiter 2, 7 ist dadurch hergestellt und gleichzeitig die Steckbuchse 8 durch die Verbindung des beweglichen Schaltstücks 10a mit dem feststehenden, geerdeten Schaltstück 14, 15 geerdet und damit spannungslos geschaltet. Prüfspannungen, insbesondere Gleichspannungen können dadurch nicht mehr die Wicklung des induktiven Spannungswandlers 9 beschädigen. Zugleich ist sichergestellt, daß bei einem Entfernen des Spannungswandlers 9 der frei zugängliche Buchsenkontakt der Steckbuchse 8 nach dem Abnehmen des Spannungswandlers 9 jedenfalls spannungslos ist. Eine Gefährdung des Montagepersonals ist dadurch ausgeschlossen. Wenn die Anordnung vorzugsweise auch 3polig ausgebildet ist, so kann selbstverständlich auch je zu messender Spannungsphase bzw. Sammelschiene ein Spannungswandler über eine eigene zugehörige Trenn- bzw. Erdungseinrichtung an den betreffenden Leiter 2, 7 angeschlossen werden.When the voltage converter 9 to be ineffective in high-voltage test of the remaining encapsulated components, or is broken or needs to be replaced, the separating or earthing switch 10 from its position in which the moving contact piece 10 a is applied to the switching contact 13 and the separation section 12 bridged, switched by actuation of the drive device 16 , 17 in the grounding switching position shown in Fig. 2. The required separation distance 12 between the socket 8 and the conductor 2, 7 is formed by and at the same time grounded, the receptacle 8 through the connection of the movable contact piece 10 a with the fixed grounded contact member 14, 15 and thus de-energized. As a result, test voltages, in particular direct voltages, can no longer damage the winding of the inductive voltage converter 9 . At the same time, it is ensured that when the voltage converter 9 is removed, the freely accessible socket contact of the socket 8 is in any case de-energized after the voltage converter 9 has been removed. A risk to the assembly personnel is excluded. If the arrangement is preferably also 3-pole, a voltage converter can of course also be connected to the relevant conductor 2 , 7 for each voltage phase or busbar to be measured via its own associated disconnection or earthing device.

Claims

1. Encapsulated, in particular pressurized gas-insulated medium-voltage switchgear with at least one high-voltage conductor in a pressure-tight system housing, into which a plurality of gas-tight sockets are inserted, which are connected via the conductor to a high-voltage switching device with load or power as well as disconnecting or earthing switching devices, and With a voltage converter plugged into a socket, characterized in that the socket ( 8 ) for the voltage converter ( 9 ) is connected to the high-voltage conductor ( 2 ) within the system housing ( 1 ) by means of its own isolating or earthing switching device ( 10 ) , wherein this socket ( 8 ) is switched off and grounded in the earthing switch position of the disconnecting or earthing switching device ( 10 ) from the high-voltage conductor ( 2 ).

2. Medium-voltage switchgear according to claim 1, characterized in that the voltage converter ( 9 ) is attached to the outside of the system housing ( 1 ) and is plugged directly into the socket ( 8 ).

3. Medium voltage switchgear according to claim 1, characterized in that the voltage converter ( 9 ) is connected to the socket ( 8 ) via an intermediate high-voltage cable.

4. Medium voltage switchgear according to claim 1 or one of the following, characterized in that the disconnecting or earthing switch device ( 10 ) can be actuated from outside the system housing ( 1 ).

5. Medium-voltage switchgear according to claim 1 or one of the following, characterized in that in the system housing ( 1 ) a plurality of identically designed sockets ( 3 , 8 ) are provided and that the socket ( 8 ) connected to the isolating or earthing switch device ( 10 ) Label element is assigned.

6. Medium voltage switchgear according to claim 1 or one of the following, characterized in that the voltage converter ( 9 ) is metal-encapsulated.

7. Medium-voltage switchgear according to claim 1 or one of the following, characterized in that the voltage converter ( 8 ) is connected to a busbar ( 7 ) via the series circuit comprising the isolating or earthing switch device ( 10 ) and the high-voltage switch ( 4 ), wherein the connecting line ( 2 , 11 ) between the two switching devices ( 4 , 10 ) is connected to at least one cable plug ( 3 ).

8. Medium-voltage switchgear according to claim 1 or one of the following, characterized in that the isolating or earthing switch device ( 10 ) is a changeover switch, the movable contact piece ( 10 a) with the socket ( 8 ), one of which has a fixed contact piece ( 13 ) the high-voltage conductor ( 2 ) and its other fixed switching piece ( 14 ) is connected to earth potential ( 15 ).