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Dokumentenidentifikation DE69403527T2 05.02.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0616406
Titel Zusammengesetzte Vorrichtung zum Empfang und zur Transformierung elektrischer Energie
Anmelder Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ito, Akira, Nakagun, Ibaraki 311-01, JP;
Ooshima, Masabumi, Hitachi-shi, Ibaraki 316, JP;
Tanaka, Toyokazu, Hitachi-shi, Ibaraki 316, JP;
Tanimizu, Toru, Hitachi-shi, Ibaraki 319-12, JP;
Saito, Masao, Hitachi-shi, Ibaraki 316, JP
Vertreter Strehl, Schübel-Hopf, Groening & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69403527
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 03.03.1994
EP-Aktenzeichen 941032286
EP-Offenlegungsdatum 21.09.1994
EP date of grant 04.06.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.02.1998
IPC-Hauptklasse H02J 1/10
IPC-Nebenklasse H02B 7/06   H02J 3/00   H02J 4/00   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Bereich der gewerblichen Verwertbarkeit

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie und insbesondere eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie, die sich entsprechend den Anforderungen des Kunden hinsichtlich des Standorts des Kunden und der Gebäudegestaltung frei gestalten läßt.

Herkömmliche Technik

Große Gebäude und Fabriken werden mit elektrischer Energie von Gesellschaften für elektrische Energieversorgung über ihre Anlagen zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie versorgt und abhängig von den Spannungspegeln der aufgenommenen elektrischen Energie als Höchstspannungsverbraucher oder Hochspannungsverbraucher bestimmt. Die oben genannte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie ist aus einem Transformator, einer Schalteinheit, einer Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie und einer Schalttafel als deren Hauptanordnungen aufgebaut und liefert elektrische Energie. Insbesondere eine Anlage, die als Einheit aufgebaut ist, wird als zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie bezeichnet. JP-A-2-262808 (1990) offenbart eine derartige zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie.

Obwohl eine Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie eine wichtige Einrichtung für einen Höchstspannungsverbraucher bzw. einen Hochspannungsverbraucher zum Liefern von elektrischer Energie an die Verbraucher innerhalb des Standorts ist, ist die Anlage im allgemeinen häufig in einer Ecke des Kundenstandorts angeordnet. Im Falle beispielsweise eines Warenhauses ist die Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie an einem unauffälligem Ort, wie dem Untergeschoß, angeordnet, und ferner wird gefordert, dem durch eine derartige Anlage zum Aufnehmen und Tramsformieren elektrischer Energie besetzten Raum zu minimieren, um einen maximalen Lagerraum zu erhalten. Vor dem oben erläuterten Hintergrund ist die zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformierem elektrischer Energie derart gestaltet, daß derartige Vorrichtungen, wie eine Transformatoreinheit, eine Schalteinheit, eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie und eine Schalttafel, unter dem Gesichtspunkt einer Minimierung der Aufstellungsfläche angeordnet sind.

Eine Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie ist in allgemeinen an einem von einem Kunden vorbereiteten Aufstellungsort angeordnet, so daß der Aufstellungsort nicht notwendigerweise an die Gestaltung einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie angepaßt ist. Aus diesem Grund werden in der derzeitigem Praxis die Gestaltungen der jeweiligem Anlagen zum Aufnehmen und Transformierem elektrischer Energie abhängig vom den Aufstellungsbedingungen der Kunden (Rechteckform, Quadratform, ein Raum mit vielen Säulen oder ein Raum im Freiem) jedesmal neu gestaltet. Ferner ist eine Kapazitätserhöhung einer bereits installierten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie manchmal im Verbindung mit einer Lasterhöhung der elektrischen Leistung erforderlich. In diesem Fall ist selbst dann, wenn die Aufstellungsfläche gewährleistet ist, ein Überdenken der Gestaltung erforderlich, was eine Verlängerung des Intervalls von einer Bestellung der Anlage bis zu einer Inbetriebnahme und ferner einen verlängerten Energieausfall während der Erweiterung der Anlage impliziert.

Diesbezüglich hat der oben erwähnte Stand der Technik Maßnahmen zur Lösung der Probleme. nicht vollständig untersucht.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie zu schaffen, die eine große Gestaltungsfreiheit entsprechend den Formen des Aufstellungsorts, Aufnahmebedingungen der elektrischen Energie und Erweiterungsanforderungen der Kunden aufweist.

Diese Aufgabe ist durch eine Einheit gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen offenbart.

Erfindungsgemäß sind Transformatoreinheiten dicht an der Rückseite ausgerichteter Schalttafeleinheiten in Längsrichtung der Schalttafeleinheiten angeordnet, und Schalteinheiten sind in einer zur Längsrichtung der Schalttafeleinheiten senkrechten Richtung in einer derartigen Weise dicht angeordmet, daß sie als Ganzes eine im wesentlichen rechteckige Form bilden.

Bei der obigen Anordnung ist es möglich, Bedienungsfelder der Schalttafeln und der Schalteinheiten auf einer gleichen Seite zu sammeln, und es sind viele Arten von Modifikationen davon durchführbar.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, welches eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Ein-Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-Anordnung darstellt, wobei dies eine Grundanordnung der erfindungsgemäßen zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie ist;

Fig. 2 ist ein Diagramm, welches eine elektrische Schaltung der in Fig. 1 dargestellten Grundanordnung darstellt;

Fig. 3 ist ein Anordnungsdiagramm bei Aufbauen der Schalteinheit der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in Form einer GIS;

Fig. 4 ist ein Anordnungsdiagramm der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie bei Betrachtung von Seite B aus;

Fig. 5 ist ein Diagramm, welches eine elektrische Schaltung einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung darstellt;

Fig. 6 ist ein Anordnungsdiagramm bei Aufbauen der Schalteinheit der in Fig. 5 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in Form einer GIS;

Fig. 7 ist ein Diagramm, welches die GIS-Anordnung in der zweiten Reihe in Fig. 6 bei Betrachtung von Seite A aus darstellt;

Fig. 8 ist ein Diagramm einer Anlage des Außen-Typs durch Anordnen der zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung, wie in Fig. 6 dargestellt, in einer Zelle;

Fig. 9 ist ein elektrisches Schaltbild bei linearer Anordnung einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung;

Fig. 10 ist ein Anordnungsdiagramm bei Aufbauen der Schalteinheit der in Fig. 9 dargestellten zusammengesetzten Anlage züm Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in Form einer GIS;

Fig. 11 ist ein Diagramm, welches die GIS-Anordnung bei Betrachtung längs der Querschnittslinie Z1-Z1 in Fig. 10 darstellt;

Fig. 12 ist ein Diagramm, welches die GIS-Anordnung bei Betrachtung längs der Querschnittslinie Z2-Z2 in Fig. 10 darstellt;

Fig. 13 ist ein Diagramm, welches ein modifiziertes Ausfuhrungsbeispiel eines Zwei-PCT-Systems bei linearer Anordnung desselben darstellt;

Fig. 14 ist ein Diagramm, welches ein weiteres modifiziertes Ausführungsbeispiel bei bogenförmiger Anordnung desselben darstellt;

Fig. 15 ist ein elektrisches Schaltbild eines Zwei- Schaltung-Leitung- und Drei-Bank-Systems;

Fig. 16 ist ein Strukturdiagramm der GIS-Anordnung von Fig. 15;

Fig. 17 ist ein elektrisches Schaltbild eines Zwei- Schaltung-Leitung- und Vier-Bank-Systems;

Fig. 18 ist das Strukturdiagramm der GIS-Anordnung von Fig. 17;

Fig. 19 ist ein Strukturdiagramm eines Zwei-Schaltung- Leitung- und Ein-Bank-Systems in GIS-Anordnung; und

Fig. 20 ist das elektrische Schaltbild des in Fig. 19 dargestellten Systems.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie ist durch einen Transformator, eine Schalteinheit, eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie und einer Schalttafel als deren Hauptbestandteile aufgebaut und im allgemeinen häufig in Form einer Zwei-Schaltung-Leitungund Zwei-Bank-Anordnung gestaltet. Die oben genannte Zwei- Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt und aus zwei Sätzen von Transformatoren TRA, TRb, zwei Sätzen von Schalteinheiten Ra, Rb, einer (nachfolgend einfach als PCT bezeichneten) Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie und einer Vielzahl von Schalttafelgruppen aufgebaut, wobei elektrische Energie jeweils von zwei Sätzen von Schalteinheiten Ra und Rb aufgenommen, anschließend der gemeinsamen PCT zugeführt, dann zu den beiden Sätzen von Transformatoren TRa und TRb von der PCT verzweigt und einer Last von den beiden Sätzen von Transformatoren über eine Vielzahl der Schalttafelgruppen Sa, Sb zugeführt wird. Eine derartige Anordnung impliziert, daß die Zwei-Schaltung-Leitung elektrische Energie jeweils von den beiden Sätzen von Schalteinheiten Ra und Rb aufnimmt, und daß die Zwei-Bank zwei Sätze von Transformatoren TRa und TRb vorsieht.

Ferner gibt es neben der obigen Anordnung eine Ein- Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-Anordnung, eine Ein-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung, eine Zwei-Schaltung- Leitung- und Drei-Bank-Anordnung sowie eine Zwei-Schaltung- Leitung- und Vier-Bank-Anordnung. Die Strukturen dieser Anordnungen sind anhand der obigen Erläuterung der Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung leicht zu verstehen, und die Zwei-Schaltung-Leitung- und Drei-Bank-Anordnung beispielsweise impliziert, daß elektrische Energie jeweils von den beiden Sätzen von Schalteinheiten aufgenommen werden und drei Sätze von Transformatoren vorgesehen sind. Ferner werden bestimmte Kombinationen dieser Anordnungen bzw. Einzelheiten dieser Anordnungen in Verbindung mit den folgenden Ausführungsbeispielen genau erläutert.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie unter Verwendung eines Beispiels einer Ein-Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-Anordnung, welche eine Grundanordnung darstellt, erläutert. Fig. 2 stellt eine elektrische Schaltung einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in Form einer Ein-Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-Anordnung dar.

In Fig. 2 stellt R eine Schalteinheit, TR einen Transformator und S eine Vielzahl von Schalttafelgruppen dar, von welchen jede in Form einer Einheit aufgebaut ist. Ferner sind die Anordnung und Positionen der jeweiligen Einheiten wie in der Zeichnung dargestellt. Genauer ist, ausgehend von einem Ende der Schalteinheit R von im wesentlichen rechteckiger Form, die Transformatoreinheit TR von im wesentlichen rechteckiger Form derart angeordnet, daß sie in der zur Anordnungsrichtung der Schalteinheit R senkrechten Richtung verläuft. Ferner ist, ausgehend vom anderen Ende der Schalteinheit R, die Schalttafeleinheit S von im wesentlichen rechtekkiger Form derart angeordnet, daß sie in der zur Anordnungsrichtung der Schalteinheit R senkrechten Richtung verläuft. Außerdem sind die Transformatoreinheit TR und die Schalttafeleinheit S auf einer gemeinsamen Längsseite der Schalteinheit R angeordnet.

Ferner wird die PCT in der Zeichnung gewöhnlich von einer Gesellschaft für elektrische Energieversorgung geliefert und an der dargestellten Position während ihrer Installation getrennt angeordnet. Dementsprechend transportiert ein Hersteller die Anordnung der Transformatoreinheit TR, der Schalttafeleinheit S und der Schalteinheit R alles in einem, wie in der dargestellten Positionsbeziehung angeordnet, und installiert die Anordnung am Aufstellungsort, und nach Durchführen der elektrischen Verbindung an einigen Abschnitten von außen kann die Anlage in Betrieb genommen werden.

Innerhalb der jeweiligen Einheiten sind die in Fig. 2 dargestellten folgenden Vorrichtungen untergebracht. Zum ersten Mal ist die Schalteinheit R aus einem Kabelkopf CH zum Aufnehmen externer elektrischer Energie, Trennschalter DS und EDS, einem Stromunterbrecher GCB und,einem Ableiter LA aufgebaut, und diese Vorrichtungen sind in dreidimensionaler Weise in der Einheit R von im wesentlichen rechteckiger Form angeordnet. In der Transformatoreinheit TR ist ein Transformator untergebracht, und es ist eine Einheit von im wesentlichen rechteckiger Form ausgebildet. Die Schalttafeleinheit S ist mittels Stapeln einer Vielzahl von Schalttafeln in Schritten aufgebaut, und jede der Schalttafeln beherbergt mindestens einen Vakuumstromunterbrecher VCB und liefert elektrische Energie an jeweilige (nicht dargestellte) Verbraucher. Ferner sind im Falle einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie für einen Höchstspannungsverbraucher eine spezifische Höchstspannungs-Steuertafel und eine Gleichsstrom-Leistungsquellen-Einheit D, welche eine Leistungsquelle zum Betätigen der Trennschalter DS und EDS bzw. des Stromunterbrechers GCB liefert, an den erläuterten Positionen angeordnet.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die jeweiligen Einheiten wie oben erläutert angeordnet, und die Anlage kann nach einem einfachen Verbinden der PCT mit den jeweiligen Einheiten und Verbinden mit der Leistungsquelle und dem Verbraucher in Betrieb gesetzt werden. So ist die Größe der zusammengebauten Einheit der zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie auf etwa 3(m) x 5(m) reduziert. Ferner verringert sich die Größe, wenn die PCT enthalten ist, auf etwa 5(m) zum Quadrat.

Bei Summierung ist die Grundanordnung der zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in Fig. 2 durch dichtes Anordnen der Transformatoreinheiten auf der Rückseite der ausgerichteten Schalttafeleinheiten in der Längsrichtung der Schalttafeleinheiten und der Schalteinheiten in einer zur Längsrichtung der Schalttafeleinheiten senkrechten Richtung in einer derartigen Weise, daß eine im wesentlichen rechteckige Form als Ganzes gebildet wird, vorgesehen, und ein Beispiel bei Aufbau der Primärseite eines Transformators beispielsweise aus einer (im weiteren einfach als GIS bezeichneten) gasisolierten Schaltvorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt.

In Fig. 1 ist die Schalteinheit R aus einer GIS aufgebaut und umfaßt Trennschalter DS und EDS, ein Bedienungsfeld P (von welchem ein Abschnitt lediglich aus der GIS ausge- schlossen- ist) des Stromunterbrechers GCB und GIS-Behälter R1 bis R4, R9 und R10. Ferner bezeichnet W in Fig. 1 einen Kühler zum Kühlen des Transformators.

Fig. 3 stellt eine Anordnung des GIS-Behälters bei dessen Betrachtung längs des Pfeils A in Fig. 1 dar, wobei vom Boden des Behälters R3 des Vertikaltyps über den Kabelkopf CH elektrische Energie aufgenommen und über den Trennschalter EDS im horizontalen Behälter R2, den Stromunterbrecher GCB des Vertikaltyps im Behälter R1 des Vertikaltyps, den im oberen Raum der Behälter R3 und R2 vorgesehenen Anschluß-Horizontalbehälter R4, wahrscheinlich die Anschluß-Horizontalbehälter R5 und R6 (wie in Fig. 1 dargestellt) und den Vertikalbehälter R7 zur Verbindung mit der PCT an die PCT angeschlossen wird. Ein Teil des Vertikalbehälters R7 enthält einen Umlauf-Leiter, und der lastseitige Leiter der PCT ist mit dem Transformator TR am Boden des Anschluß-Horizontalbehälters R6 über den Anschluß-Horizontalbehälter R8, welcher senkrecht zum Behälter R6 ist, wahrscheinlich den Verbindungsverwendungs-Horizontalbehälter R9 und wahrscheinlich den Verbindungsverwendungs-Horizontalbehälter R10 verbunden.

In Fig. 1 und Fig. 3 ist die PCT eine Vorrichtung, welche von einer Gesellschaft für elektrische Energieversorgung geliefert ist, und ferner sind aufgrund der Tatsache, daß die Behälter R5, R6, R7 und R8 die Schalteinheit R mit der PCT verbinden, die Vorrichtungen (P, R1 bis R4, R9 und R10), welche die Schalteinheit R bilden, getrennt von den Behältern (R5, R6, R7 und R8) hergestellt, die zur Verbindung mit der PCT verwendet werden. Ferner sind die die Schalteinheit R bildenden Vorrichtungen, die Transformatoreinheit TR und die Schaittafeleinheit S einstückig in einer Einheitenform aufgebaut und in dieser Einheitenform transportiert. Die zur Verbindung mit der PCT verwendeten Behälter (R5, R6, R7 und R8) sind ebenfalls in einer Einheitenform hergestellt und in dieser Einheitenform transportiert.

Ein Merkmal dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß viele Arten von Bedienungsfeldern der zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie auf einer Seite der Einheit gesammelt sind. Genauer sind, wie in Fig. 4 dargestellt, die.Betriebstüren der jeweiliger Arten von Schalttafeln (die Bedienungsfelder P der Schalttafel 5, die Höchstspannungs-Betätigungs-Schalttafel C, die Gleichstromquelle-Einheit D und die Schalteinheit R) entlang einer Seite B angeordnet, wodurch sich die Gestaltungsfreiheit für mehrere Arten von Anordnungen, wie unten erläutert, erhöht. Folglich läßt sie die Anordnung der PCT nicht nur längs einer Seite C, sondern auch längs einer Seite A auswählen.

Die Grundanordnung der zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie ist oben erläutert. Auf der Grundlage dieser Grundanordnung sind viele Arten von Modifikationen möglich, und die wesentlichen Vorrichtungen lassen sich in Abhängigkeit vom Standort des Kunden bzw. von den Anforderungen des Kunden bezüglich der Konfiguration der Einrichtung frei gestalten.

Fig. 5 ist eine Ansicht, welche eine elektrische Schaltung einer zusammengesetzten Anlage, zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung und ein Hauptmerkmal darstellt, das darin besteht, daß zwei Sätze- der Grundanordnungen der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie im wesentlichen symmetrisch angeordnet sind, während die PCT in der Mitte angeordnet ist und die Linie Y1-Y2 als Bezug für die Symmetrie verwendet wird. Unterschiede der vorliegenden Anordnung gegenuber der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie in Ein- Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-Anordnung sind wie folgt:

(1) Zwei Sätze der Grundanordnungen der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie sind symmetrisch angeordnet, während die PCT in der Mitte angeordnet ist und die Linie Y1- Y2 als Bezug für die Symmetrie verwendet wird.

(2) Zwischen der PCT und der Primärschaltung des Transformators TR sind Schalteinheiten Ra2 und Rb2 hinzugefügt und der Trennschalter EDS und der Strömunterbrecher GCB untergebracht.

(3) Da es ausreicht, einen Satz des Höchstspannungs-Bedienungsfelds C und die Gleichstrom-Leistungsquelle-Einheit D für eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung vorzusehen, ist das Höchstspannungs-Bedienungsfeld C auf einer a-Reihenseite und die Gleichstrom- Leistungsquelle-Einheit D auf einer b-Reihenseite angeordnet.

Wie oben erläutert, ist eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei- Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung durch Anordnen zweier Sätze von in Fig. 1 dargestellten Anlagen bei gegenüberliegenden C-Seiten davon und ohne wesentliches Ändern der Grundanordnung davon realisiert, und wie aus der Zeichnung deutlich hervorgeht, ist aufgrund der Tatsache, daß die Betriebstüren für die jeweiligen Reihen kollektiv angeordnet, jedoch zwischen Reihen getrennt sind, die Bedienbarkeit der Türen verbessert.

Fig. 6 stellt ein Anordnungsdiagramm der Schalteinheit R der in Fig. 5 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie bei Aufbau derselben aus der GIS dar. Da sich die Gesamtgröße dieser zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie auf etwa 8(m)- x 5(m) reduzieren läßt, ruft ein Standardabstand zwischen Säulen (6(m)), welcher bei der Aufstellung dieser Anlagen in Gebäuden zu berücksichtigen ist, keine Probleme für die oben erläuterte Anlage hervor, da die Gesamtgröße, wie oben erwähnt, reduziert ist und ferner eine Gestaltung in einer Weise möglich ist, daß eine Säule des Gebäudes im hinteren Raum der PCT angeordnet ist. Unterschiede zwischen der in Fig. 6 dargestellten Anlage und der in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellten Anlage sind wie folgt:

(1) Die GIS-Anordnung an der Vorderfrontreihe ist bei deren Betrachtung von einer Seite A aus im wesentlichen die gleiche, jedoch wird die Seite C des Anschluß-Horizontalbehälters R5, welcher im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 3 geschlossen ist, zum Verbinden mit dem Anschluß-Horizontalbehälter R4 für eine b-Reihe verwendet. Ferner ist bei der Schalteinheit Ra1 in Fig. 5 der Trennschalter DES zusätzlich auf der Lastseite des Stromunterbrechers GCB enthalten, so daß der Trennschalter DES im Horizontalbehälter R4 untergebracht ist.

(2) Die GIS-Anordnung an der zweiten Reihe ist bei deren Betrachtung von einer Seite A, wie in Fig. 7 dargestellt, von einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 verschieden. Bei dieser zweiten Reihe ist die Anordnung, bei welcher der Anschluß-Horizöntalbehälter R6 mit der PCT über den Vertikalbehälter R7 verbunden ist, ein Umlauf-Leiter in einem Abschnitt des Vertikalbehälters R7 untergebracht ist und der lastseitige Leiter der PCT zum Anschluß-Horizontalbehälter R8 geführt ist, die gleiche, jedoch verzweigt sich der interne Leiter im Anschluß-Horizontalbehälter R8 jeweils zu einer a- Reihenseite und einer b-Reihenseite. Zum Zwecke einer Vereinfachung der Erläuterung ist in Fig. 7 lediglich die a-Reihenseite dargestellt, wobei der Anschluß-Horizontalbehälter R9 über den den Trennschalter EDS beherbergenden Horizontalbehälter R11, den den Stromunterbrecher GCB beherbergenden Behälter R12 des Vertikaltyps und den neben dem Horizontalbehälter R11 befindlichen und diesen senkrecht kreuzenden Anschluß-Horizontalbehälter R13 mit dem Transformator verbunden ist. Diese Behälter R9, R11, R12 und R13 entsprechen der Schalteinheit Ra2 in Fig. 5.

(3) Die Schalttafeln Sa3 und Sb3 in Fig. 5 sind verbunden, und es ist eine Anschluß-Leitung BD vorgesehen, über welche sich gemeinsame Sammelschienen für die beiden Sätze der Schalttafeln verwenden lassen.

Fig. 8 stellt eine Anlagengestaltung dar, welche eine Außeninstallation der in Fig. 5 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bankanordnung, die in einer Zelle angeordnet ist, ermöglicht, und Fig. 8(a) stellt eine Draufsicht davon, Fig 8(b) eine Vorderaussicht davon dar. Da in Fig. 6 die Betätigungstüren sowohl auf der rechten als auch auf der linken Seite (B-Seite in Fig. 1) vorgesehen sind, sind Zugänge zur Überprüfungsverwendung an dieser B-Seite vorgesehen. Die Gesamtgröße der vorliegenden zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie beträgt etwa 8 (m) x 11 (m).

Fig. 9 ist ein Diagramm, welches eine elektrische Schaltung einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung bei linearer Anordnung derselben darstellt, und deren Hauptmerkmal ist, daß zwei Sätze der Grundanordnungen der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie im wesentlichen symmetrisch angeordnet sind, während die A-Flächen in der Mitte angeordnet werden und die Linie X1-X2 als Bezug für die Symmetrie verwendet wird. Unterschiede dieser linear angeordneten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie gegenüber der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Ein-Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-Anordnung sind wie folgt:

(1) Die beiden Sätze der Grundanordnungen der in Fig. 1 dargestellten zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie sind symmetrisch angeordnet, während die A-Flächen in der Mitte angeordnet sind und die Linie X1-X2 als Bezug für die Symmetrie verwendet wird.

(2) Zwischen den beiden gegenüberliegenden A-Flächen ist die PCT angeordnet.

(3) Zwischen der PCT und der Primärschaltung des Transformators TR sind die Schalteinheiten Ra2 und Rb2 hinzugefügt und der Trennschalter EDS und der Stromunterbrecher GCB untergebracht.

(4) Da es ausreicht, einen Satz des Höchstspannungs-Bedienungsfelds C und die Gleichstrom-Leistungsquelle-Einheit für eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung vorzusehen, ist das Höchstspannungs-Bedienungsfeld C auf einer a-Reihenseite, die Gleichstrom-Leistungsquelle-Einheit D auf einer b-Reihenseite angeordnet.

(5) Infolge der obigen Gestaltung sind sämtliche Betätigungstüren für eine a-Reihe und eine b-Reihe auf der gleichen Seite gesammelt.

Wie oben erläutert, ist eine linear angeordnete, zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie einer Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung durch Anordnen zweier Sätze von in Fig. 1 dargestellten Anlagen bei gegenüberliegenden C-Seiten davon und ohne wesentliches Ändern der Grundanordnung davon realisiert, und wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist aufgrund der Tatsache, daß sämtliche Betätigungstüren kollektiv angeordnet sind, die Bedienbarkeit der Türen verbessert. Fig. 10 stellt ein Anordnungsdiagramm der Schalteinheit R für die in Fig. 9 dargestellte, linear angeordnete, zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie bei Aufbau derselben aus der GIS dar. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die PCT in der Mitte davon angeordnet, und auf beiden Seiten davon sind zwei Sätze einer zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie vorgesehen. Bei dieser linear angeordneten, zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie lassen sich die GIS-Anordnungen (Ral und Ra2) der Schalteinheiten für eine jeweilige Reihe ohne wesentliches Ändern der Grundanordnung realisieren. Fig. 11 und Fig. 12 stellen die GIS-Anordnungen der Schalteinheiten R für die jeweilige Reihe, dargestellt in Fig. 10, dar, und Unterschiede dieser GIS-Anordnung gegenüber der GIS-Anordnung der Schalteinheit R, dargestellt in Fig. 1 und Fig. 3, sind wie folgt:

(1) Fig. 11 stellt ein Anordnungsdiagramm bei Betrachtung der in Fig. 10 dargestellten GIS-Anordnung Ra1 von der Querschnittslinie Z1-Z1 aus dar, und die Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie die in Fig. 3 dargestellte. Ferner ist aufgrund der Tatsache, daß in der in Fig. 9 dargestellten Schalteinheit Ra1 zusätzlich der Trennschalter EDS auf der Lastgeite des Stromunterbrechers GCB enthalten ist, der Trennschalter EDS in dem in Fig. 11 dargestellten Horizontalbehälter R4 untergebracht. Der Horizontalbehälter R4 erstreckt sich nach vorne in Fig. 11 über dem Behälter R2 des Vertikaltyps und ist mit dem Horizontalbehälter R20 für den in Fig. 10 dargestellten PCT-Abschnitt verbunden. Ferner erstreckt sich der Horizontalbehälter R20, wie in Fig. 10 dargestellt, über den Behälter R5 zur PCT. Ferner erstreckt sich ein Leitungsbehälter- R21 für einen Rückleiter von dem in Fig. 10 dargestellten PCT-Abschnitt nach hinten in Fig. 11 über dem Behälter R3 des Vertikaltyps.

(2) Fig. 12 stellt ein Anordnungsdiagramm der in Fig. 10 dargestellten GIS-Anordnung bei deren Betrachtung von der Querschnittslinie Z2-Z2 aus dar, und die Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie die der GIS-Anordnung Ra2 für eine Zwei-Schaltung-Leitung- und Zwei-Bank-Anordnung, dargestellt in Fig. 7. Der einzige Unterschied besteht jedoch darin, daß der Behälter R22, welcher mit dem Leitungsbehälter R21 für den Rückleiter von dem in Fig. 10 dargestellten PCT-Abschnitt verbunden ist, anstelle des Horizontalbehälters R9 verwendet wird.

Schließlich wird die GIS-Anordnung für den PCT-Abschnitt erläutert. Wie oben in Verbindung mit Fig. 10 erläutert, reicht der Behälter R4 der Schalteinheit Ra1 über die Behälter R20 und R5 bis zur PCT.

Die Rückleitung von der PCT reicht über den Raum unter den Behältern R20 und R5 bis zum Behälter R21 des Vertikaltyps und ferner bis zur GIS-Anordnung Ra2, während sie die GIS-Anordnung Ra1 kreuzt.

Da die Gesamtgröße dieser zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie auf etwa 13(m) x 3(m) reduziert ist, ruft der Standardabstand (6(m)) zwischen Säulen eines Gebäudes, welcher beim Anordnen der Anlage in einem Gebäude zu berücksichtigen ist, für das vorliegende Ausführungsbeispiel keine Probleme hervor.

Fig. 13 stellt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der linear angeordneten, zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie, dargestellt in Fig. 9 und Fig. 10, dar. Obwohl das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 und Fig. 10 ein Zwei-Schaltung-Leitung-, Zwei-Tank- und Ein-PCT-System ist, ist das modifizierte Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 ein Zwei-Schaltung-Leitung-, Zwei-Bank- und Zwei-PCT-System. Genauer sind zwei Sätze von PCT1 und PCT2 parallel angeordnet und über einen- Behälter R30 verbunden, und bei diesem Beispiel erforderliche Trennschalter EDS sind im Behälter R5 angeordnet.

Fig. 14 ist eine Modifikation der in Fig. 13 und Fig. 10 dargestellten linear angeordneten, zusammengesetzten Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie, wobei die Bedienungsfelder in einer fächerförmigen Bogenlinie ange-4 ordnet sind, um die Bedienung und Überwachung durch einen Bediener zu erleichtern, und eine Konsole E zur Bedienung durch den Bediener ist in der Mitte des fächerförmigen Bogens angeordnet, um eine Fernsteuerung zu ermöglichen. Bei dieser Variante sind geeignete Alarmanzeigeeinheiten an mehreren Stellen auf den Bedienungsfeldern vorgesehen, und auf der Konsole E ist ein CRT vorgesehen.

Fig. 15 und Fig. 16 stellen jeweils ein elektrisches Schaltbild eines Beispiels bei Anwendung der in Fig. 1 dargestellten Grundanordnung auf ein Zwei-Schaltung-Leitung- und Drei-Bank-System und ein Diagramm bei Aufbau desselben aus der GIS dar. In Fig. 16 sind die Anordnungen für eine a- und eine b-Reihe im wesentlichen die gleichen wie jene in Fig. 6 dargestellten. Die c-Reihe ist aus der GISRb2, der Schalttafel Sb und dem Transformator TRb für eine b-Reihe in Fig. 6 aufgebaut, neu mit einem mit dem Behälter R9 verbundenen Behälter R40 versehen und einfach mit dem Leiter im Behälter R8 verbunden,wie in Fig. 6 dargestellt. Ferner ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abschnitt f, welcher einem Abschnitt für das Höchstspannungs-Bedienungsfeld C oder für die Gleichstrom-Leistungsguelle-Einheit D entspricht, nicht erforderlich und wird als Lehrraum beibehalten, oder der Raum kann, falls erforderlich, fur eine Hilfsschalttafel verwendet werden.

Fig. 17 und Fig. 10 stellen jeweils ein elektrisches Schaltbild eines Beispiels bei Anwendung der in Fig. 1 dargestellten Grundanordnung auf ein Zwei-Schaltung-Leitung- und Vier-Bank-System und ein Diagramm bei Aufbau desselben aus der GIS dar. In Fig. 18 sind die Anordnungen für eine a- und eine b-Reihe im wesentlichen die gleichen wie jene in Fig. 6 dargestellten. Die d-Reihe verwendet vollständig die gleiche Anordnung wie jene einer Reihe c in Fig. 16, ist neu mit dem mit dem Behälter R9 verbundenen Behälter R40 versehen und einfach mit dem Leiter im Behälter R8 verbunden, wie in Fig. 6 dargestellt. Ferner ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Abschnitt f, welcher einem Abschnitt für das Höchstspannungs-Bedienungsfeld C oder für die Gleichstrom- Leistungsquelle-Einheit D entspricht, nicht erforderlich und wird als Lehrraum beibehalten, oder der Raum kann, falls erforderlich, für eine Hilfsschalttafel verwendet werden.

Fig. 19 und Fig. 20 stellen jeweils ein Diagramm eines Beispiels bei Anwendung der in Fig. 1 dargestellten Grundanordnung auf ein Zwei-Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-System und bei deren Aufbau aus der GIS und das elektrische Schaltbild davon dar. Die vorliegende Anordnung entspricht einer in Fig. 10 dargestellten Anordnung, wobei lediglich von der GIS- Anordnung Rb1 einer b-Reihe Abstand genommen und ferner die GIS-Anordnung einer a-Reihe ausgeschlossen wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Grundanordnung für das Ein-Schaltung-Leitung- und Ein-Bank-System immer verwendet, und es lassen sich viele Arten von Modifikationen davon realisieren, so daß sich eine zusammengesetzte Anlage zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie erhalten läßt, welche in Abhängigkeit insbesondere vom Standort eines Kunden und von den Anforderungen eines Kunden hinsichtlich der Konfiguration der Einrichtung frei gestaltet werden kann.


Anspruch[de]

1. Bauteileinheit zum Aufnehmen und Transformieren elektrischer Energie mit

einer Vielzahl von Schalttafeln (5), einer Transformatoreinheit (TR) und einer Schalteinheit (R),

dadurch gekennzeichnet, daß

die Bauteileinheit insgesamt eine im wesentlichen rechteckige Form aufweist, wobei die Eingänge der Vielzahl von Schalttafeln (5) längs einer gemeinsamen ersten Oberfläche angeordnet sind, die Transformatoreinheit (TR) längs einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche angeordnet ist und die Schalteinheit (R) längs einer zur ersten Oberfläche senkrechten dritten Oberfläche angeordnet ist.

2. Zusammengesetzte Anlage zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie mit einer Bauteileinheit zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie gemäß Anspruch 1.

3. Zusammengesetzte Anlage zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie mit zwei Sätzen von Bauteileinheiten zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, wobei, die zwei Transformatoreinheiten (TRa, TRb) einander gegenüberliegend angeordnet sind und die zwei Schalteinheiten (Ra, Rb) gemeinsam längs der dritten Oberfläche angeordnet sind.

4. Anlage gemäß Anspruch 3, mit einer Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie (PCT), die zwischen den zwei Transformereinheiten (TRa, TRb) angeordnet ist.

5. Anlage gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Bauteileinheiten zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie in einer Zelle untergebracht sind und ein Zugang hierzu längs der ersten Oberfläche vorgesehen ist.

-6 Anlage gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Bauteileinheiten zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie in einem Gebäude untergebracht sind und eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie (PCT) in bezug auf die Gebäudepfeiler auf eine solche Weise angeordnet ist, daß die Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie (PCT) sich auf der einen Seite der elektrischen Schalteinheiten (Ra, Rb) und die Pfeiler sich auf der anderen Seite der elektrischen Schalteinheiten (Ra, Rb) befinden.

7. Zusammengesetzte Anlage zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie mit zwei Sätzen von Bauteileinheiten zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, wobei die zwei Schälteinheiten (Ra, Rb) einander gegenüberliegend angeordnet sind, eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie (PCT) zwischen den Schalteinheiten (Ra, Rb) angeordnet ist, und die Eingangsseitenflächen der Schalttafeln (5a, 5b) beider Sätze längs einer gemeinsamen Oberfläche angeordnet sind.

8. Anlage gemäß Anspruch 7, wobei zwei Sätze von Vorrichtungen zum Messen elektrischer Energie (PCT) zwischen den Schalteinheiten (Ra, Rb) angeordnet sind.

9. Anlage gemäß Anspruch 7, oder 8, wobei die gemeinsame Oberfläche eine Vielzahl von Ebenen für eine fächerförmige Anordnung der Sätze festlegen.

10. Zusammengesetzte Anlage zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie mit drei Sätzen von Bauteileinheiten zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, wobei

die Transformatoreinheiten (TRa, TRb) der ersten und zweiten Sätze einander gegenüberliegend angeordnet sind, eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie (PCT) zwischen den Transformatoreinheiten (TRa, TRb) angeordnet ist, die Schalteinheiten (Ra, Rb) der ersten und der zweiten Sätze längs einer gemeinsamen dritten Oberfläche, die senkrecht zur ersten Oberfläche ist, angeordnet sind, die Schalteinheiten (Ra, Rc) der ersten und dritten Sätze einander gegenüberliegend angeordnet sind, und die Eingangsseitenfläche der Schalttafeln (Sa, Sc) der ersten-und der dritten Sätze auf einer gemeinsamen Seite angeordnet sind.

11. Zusammengesetzte Anlage zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie mit vier Sätzen von Bauteileinheiten zum Empfangen und Transformieren elektrischer Energie gemäß Anspruch 1, wobei

die Transformatoreinheiten (TRa, TRb; TRc, TRd) von zwei der vier Sätze einander gegenüberliegend angeordnet sind, eine Vorrichtung zum Messen elektrischer Energie (PCT) zwischen zwei der Transformatoreinheiten (TRA, TRb) angeordnet ist, und die Schalteinheiten (Ra, Rc; Rb, Rd) von zwei Sätzen so angeordnet sind, daß sie den anderen zwei Sätzen gegenüberliegen.







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