Eigenbedarfsversorgung für eine Mittelspannungsschaltanlage

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Eigenbedarfsversorgung für eine Mittelspannungsschaltanlage. Eine Eigenbedarfsversorgung, die ohne einen gesonderten Eigenbedarf-Transformator auskommt, erhält man durch einen Spannungswandlersatz (2;3), der mit seinen Primärwicklungen (211,221,231;311,321) an ein drei­phasiges Mittelspannungsnetz gelegt und mit seinen Sekundär­wicklungen (212,222,232;312,322) an Eingangswicklungen (41,43,­45) eines Zwischentransformators (4) geschaltet ist, wobei die Eingangswicklungen (41,43,45) des Zwischentransformators (4) in Dreieck geschaltet und die Ausgangswicklungen (42,44,46) des Zwischentransformators (4) in Stern oder in Zickzack geschaltet sind und daran das Eigenbedarfsnetz der Mittelspannungsschalt­anlage angeschlossen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Eigenbedarfsversorgung für eine Mittelspannungsschaltanlage.

[0002] Für die bisher bekannten Eigenbedarfsversorgungen in Mittel­spannungsschaltanlagen ist neben einem Eigenbedarf-Transfor­mator auch ein eigenes Schaltfeld notwendig, das einen beträchtlichen Raumbedarf aufweist. In luftisolierten Schalt­anlagen wird der Eigenbedarf-Transformator mit einem Last­trennschalter geschaltet und mit Sicherungen geschützt. In gasisolierten Schaltanlagen, wo zum Schalten des Transforma­tors sogar ein Leistungsschalter erforderlich ist, erfolgt der Schutz mittels Stromwandler und Schutzrelais. Die Stromwandler sind wegen des kleinen Nennstromes der Eigenbedarf-Transforma­toren und der trotzdem erforderlichen vollen Kurzschlußfestig­keit besonders teuer.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Eigenbedarfs­versorgung zu schaffen, die ohne einen gesonderten Eigenbedarf-­Transformator auskommt.

[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch ange­gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0005] Bei der erfindungsgemäßen Eigenbedarfsversorgung werden die in jeder Mittelspannungsschaltanlage vorhandenen Spannungswandler, die der Meßwerterfassung dienen und die eine vielfach höhere thermische Belastbarkeit aufweisen als für die Meßwerterfassung erforderlich, zur Speisung des Eigenbedarfsnetzes verwendet. Die Spannungswandler übertragen jedoch - voll im Sinne ihrer eigentlichen Aufgabe - auch fehlerhafte Zustände. So ist z.B. bei Erdschluß in einem dreiphasigen Mittelspannungsnetz in einem Pol die Spannung annähernd gleich Null, wohingegen in den beiden ungestörten Polen die Spannung auf das √3-fache ansteigt. Dieser Spannungszustand ist in einem Eigenbedarfsnetz unzulässig. Damit sich Erdschlüsse des Mittelspannungsnetzes nicht auswirken, ist erfindungsgemäß vorgesehen, an die Sekun­därwicklungen der Spannungswandler einen Zwischentransformator anzuschließen, dessen Eingangswicklungen in Dreieck geschaltet sind. Da das Vektor-Dreieck der Sekundärspannungen der Span­nungswandler bei Erdschluß auf der Primärseite erhalten bleibt, hat der Zwischentransformator auch in diesem Betriebsfall seine normale magnetische Erregung, d.h. die Spannung zwischen den Leitern bleibt erhalten. Die Ausgangswicklung des Zwischen­transformators ist in Stern oder in Zickzack geschaltet, wobei der Sternpunkt jeweils geerdet ist. Damit stehen für das Eigenbedarfsnetz der Schaltanlage sowohl drei einphasige Spannungen als auch ein Drehstromsystem mit voll belastbarem Nulleiter zur Verfügung, in dem sich Erdschlüsse des Mittel spannungsnetzes nicht auswirken.

[0006] Eine Eigenbedarfsversorgung gemäß Anspruch 2 ist in vorteil­hafter Weise sowohl in einpolig gekapselten gasisolierten Schaltanlagen als auch in luftisolierten Schaltanlagen ein­setzbar. Darüber hinaus ist bei einer Eigenbedarfsversorgung nach Anspruch 2 auch ein Erdschluß im Mittelspannungsnetz erkennbar.

[0007] Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1 ein Prinzipschaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eigenbedarfsversorgung,

FIG 2 ein Prinzipschaltbild einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eigenbedarfsversorgung.

[0008] In FIG 1 ist mit 1 ein dreiphasiges Mittelspannungsnetz bezeichnet. An die Leiter L1,L2,L3 dieses Mittelspannungsnetzes 1 ist ein Spannungswandlersatz 2 mit seinen Primärwicklungen 211,221,231 gelegt. Der Spannungswandlersatz 2 besteht aus drei einpolig isolierten Spannungswandlern 21,22,23, deren Primär­wicklungen 211,221,231 und deren Sekundärwicklungen 212,222,232 jeweils zu einer Sternschaltung mit geerdetem Sternpunkt zusam­mengeschaltet sind. Die Sekundärwicklungen 212,222,232 sind an Eingangswicklungen 41,43,45 eines Zwischentransformators 4 gelegt, wobei die Eingangswicklungen 41,43,45 in Dreieck ge­schaltet sind. Der Zwischentransformator 4 ist mit seinen Aus­gangswicklungen 42,44,46 an das Eigenbedarfsnetz 5 der Mittel­spannungsschaltanlage angeschlossen. Die Ausgangswicklungen 42,­44,46 sind in dem in FIG 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in Stern geschaltet. Die Ausgangswicklungen 42,44,46 können aber auch in Zickzack geschaltet sein. Eine Zickzackschaltung ist bei extremer Schieflast von Vorteil, da man durch eine Schal­tung in Zickzack eine bessere Lastverteilung auf die einzelnen Ausgangswicklungen 42,44,46 des Zwischentransformtators 4 erzielt. Sowohl bei in Dreieck als auch in Zickzack geschalte­ten Ausgangswicklungen 42,44,46 kann mit dem herausgeführten Sternpunkt das Eigenbedarfsnetz mit beliebiger Netzform betreffend die "Schutzmaßnahmen gegen gefährliche Körper­ströme" (VDE 0100, Teil 410, IEC-Publikation 364-4-41 und 364-4-47) angeschlossen werden, d.h. die Netzformen IT, TN und TT sowie die erlaubten Kombinationen. In dem in FIG 1 darge­stellten Ausführungsbeispiel ist der Sternpunkt der Ausgangs­wicklungen 42,44,46 geerdet und ein PEN-Leiter für den Anschluß eines TN-Netzes herausgeführt.

[0009] In FIG 2 ist mit 1 ebenfalls ein dreiphasiges Mittelspannungs­netz bezeichnet. An die Leiter L1,L2,L3 dieses Mittelspannungs­netzes 1 ist ein Spannungswandlersatz 3 mit seinen Primärwick­lungen 311,321 gelegt. Der Spannungswandlersatz 3 besteht aus zwei zweipolig isolierten Spannungswandlern 31,32 (beide Pole sind gegen Erde voll isoliert). Jeder Spannungswandler 31,32 ist mit dem einen Anschlußpol seiner Primärwicklung 311 bzw. 321 jeweils an einen Leiter L1 bzw.L3 des Mittelspannungsnetzes 1 angeschlossen; die anderen Anschlußpole der Primärwicklungen 311,321 sind gemeinsam an den noch freien Leiter L2 ange­schlossen.

[0010] Die Sekundärwicklungen 312,322 der Spannungswandler 31,32 sind mit ihren einen Anschlußpolen gemeinsam an Erde gelegt und mit ihren anderen Anschlußpolen jeweils mit einer Eingangswicklung 41 bzw. 45 des Zwischentransformators 4 verbunden. Die ver­bleibende Eingangswicklung 43 ist an den geerdeten Sternpunkt der Sekundärwicklungen 312,322 der Spannungswandler 31,32 ange­schlossen. Der schaltungstechnische Aufbau des Zwischentrans­formators 4 ist mit dem Aufbau des Zwischentransformators in FIG 1 identisch und ist bereits dort beschrieben.

Ansprüche

1. Eigenbedarfsversorgung für eine Mittelspannungsschaltanlage mit folgenden Merkmalen:
- Ein Spannungswandlersatz (2;3) ist mit seinen Primärwick­lungen (211,221,231;311,321) an ein dreiphasiges Mittelspan­nungsnetz (1) gelegt und mit seinen Sekundärwicklungen (212,222,232;312,322) an Eingangswicklungen (41,43,45) eines Zwischentransformators (4) geschaltet,
- die Eingangswicklungen (41,43,45) des Zwischentransformators (4) sind in Dreieck geschaltet,
- die Ausgangswicklungen (42,44,46) des Zwischentransformators (4) sind in Stern oder in Zickzack geschaltet und daran ist das Eigenbedarfsnetz der Mittelspannungsschaltanlage ange­schlossen.

2. Eigenbedarfsversorgung nach Anspruch 1, bei der der Span­nungswandlersatz (2) aus drei einpolig isolierten Spannungs­wandlern (21,22,23) besteht, deren Primärwicklungen (211,221,­231) und deren Sekundärwicklungen (212,222,232) jeweils in Stern geschaltet und beide Sternpunkte geerdet sind.

3. Eigenbedarfsversorgung nach Anspruch 1, mit folgenden Merk­malen:
- Der Spannungswandlersatz (3) besteht aus zwei zweipolig isolierten Spannungswandlern (31,32),
- jeder Spannungswandler (31,32) ist mit dem einen Anschluß­pol seiner Primärwicklung (311;321) jeweils an eine Leiter (L1;L3) des dreiphasigen Mittelspannungsnetzes (1) ange­schlossen, die anderen Anschlußpole der Primärwicklungen (311,321) sind gemeinsam an den noch freien Leiter (L2) angeschlossen,
- die Sekundärwicklungen (321,322) der Spannungswandler (31,32) sind mit ihren einen Anschlußpolen gemeinsam an Erde gelegt und mit ihren anderen Anschlußpolen jeweils mit einer Ein­ gangswicklung (41;45) des Zwischentransformators (4) ver­bunden, dessen weitere Eingangswicklung (43) an den geerdeten Sternpunkt der Sekundärwicklungen (312,322) der Spannungs­wandler (31,32) angeschlossen ist.

4. Eigenbedarfsversorgung nach Anspruch 2, bei der die ein­polig isolierten Spannungswandler (21,22,23) für eine Sekundär-Nennspannung (Leiter-Erd-Spannung) von 100/ √3 V und der Zwischentransformator (4) für eine Eingangsspannung (Leiter-Leiter-Spannung) von 100 V ausgelegt sind.

5. Eigenbedarfsversorgung nach Anspruch 2, bei der die ein­polig isolierten Spannungswandler (21,22,23) für eine Sekundär-Nennspannung (Leiter-Erd-Spannung) von 220 V und der Zwischentransformator (4) für eine Eingangsspannung (Leiter-Leiter-Spannung) von 380 V ausgelegt sind.

6. Eigenbedarfsversorgung nach einem oder mehreren der vorher­gehenden Ansprüche, bei der die Ausgangswicklungen (42,44,46) des Zwischentransformators (4) jeweils für eine Ausgangsspan­nung (Leiter-Erde-Spannung/Leiter-Leiter-Spannung) von 220/380 V ausgelegt sind.

Zeichnung