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Stufenregeleinrichtung für Transformatoren und DrosselsPulen.
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Die Erfindung betrifft eine Stufenregeleinrichtung für Transformatoren
und Drosselspulen zur unterbrechungslosen Umschaltung unter Last mit Hilfe von liakuumschaltern,
die über Umschalter mit Wicklungsanzapfungen verbindbar sind, und deren einer in
Reihe mit einem Urnschaltwiderstand geschaltet ist, wobei die Lastleitung von der
Verbindungsleitung der Vakuumschalter ausgeht.
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Diese Stufenregeleinrichtungen dienen dazu, immer gerade die Anzapfung
des ihnen zugeordneten Gerätes mit der Lastleltung zu verbinden, bei der die gewünschte
Spannung anliegt. Es sind bereits Lastumschaltanordnungen bekannt, bei denen als
Überschaltmittel Vakuumschalter benutzt werden, die über einen Umschalter an unterschiedliche
Wicklungsanzapfungen des Transformators bzw. . der
Drossel legbar
sind. Außer diesem die eigentliche Last umschaltenden Vakuumschalter ist ein zweiter
Schalter vorgesehen, der in Reihe mit einem Überschaltwiderstand liegt und ebenfalls
über einen Umschalter und damit verbundene Wählerarme mit den gleichen Wicklungsanzapfungen
verbindbar ist. Die abgehende Lastleitung ist an die Verbindungsleitung zwischen
dem die Last umschaltenden Vakuumschalter und dem in Reihe mit dem zweiten Vakuumschalter
liegenden Überschaltwiderstand angeschlossen.
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Diese Einrichtung ist jedoch insofern noch nicht voll befriedigend,
als sie insbesondere wegen der zwei erforderlichen Umsteller aufwendig ist und außerdem
im Falle eines Versagens eines der Vakuumschalter völlig ausfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Transformatoren und
Drosselspulen eine Stufenregeleinrichtung zu schaffen, die unter Umgehung obiger
Nachteile sehr wirtschaftlich herstellbar ist und mit einer größeren Betriebssicherheit
arbeitet, als bei den bisher bekannten Einrichtungen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der im Normalbetrieb
den Laststrom ftihrende Vakuumschalter im geschlossenen Schaltzustand zu seiner
Entlastung durch einen zusätzlichen parallel gescnalteten, mechanischen Schalter
kurzgeschlossen ist und über zwei Ein-Aus-Schalter (anstelle eines Umschalters)
vechsel~weise mit je einer von zwei vorgewählten Transformatoranzapfungen verbindbar
ist und daß ein zweiter
Vakuumschalter parallel zu nur einem diese
Ein- Aus-Schalt er über einen weiteren Ein-Aus-Schalter an eine Transformatoranzapfung
anschließbar ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß als
Ein-Aus-Schalter und als Vakuumschalter ausschließlich handelsübliche Schalter vorgesehen
sind und daß die an sich als Leerschalter ausgelegten Ein-Aus-Schalter mit Schalthilfen
ausgerüstet sind ( z. B. Löschbleche), die gelegentliche Schaltungen unter Last
erlauben. Dabei werden alle Schalter von einer gemeinsamen von einem gemeinsamen
Energiespeicher bewegten Nockenwelle betätigt, und dabei wird beim Auftreten von
Schaltlichtbögen an den Ein-Aus--Schaltern ein akustisches und/oder optisches Warnsignal
ausgelöst.
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Die erfindungsgemäßs Stufenregeleinrichtung ist sehr vorteilhaft,
denn sie ermölicht größere Schaltleistungen gegenüber den konventionellen Einrichtungen
bei gleichzeitig verkleinerten Abmessungen und vermindertem Aufwand.
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Insbesondere weil durch Verwendung der Überbrückungsschalter dank
der hohen Schaltleistung der Vakuumschalter der Stufenschalter-Nennstrom größer
als der Schalternennstrom des Vakuumschalterz,z. B. um dem Faktor 1,5 gewählt werden
kann.
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Zusätzlich ergibt sich durch den Einsatz von Vakuumschaltern eine
höhere Kontaktlebensdauer und wird eine Verschmutzung der Umgebung durch den Vakuumschalter
info@ vermiedenen Kontaktab@rands unterbunden. Die Einrichtung arbeitet außerdem
wegen der einfacheren Sehj tung und Taktfolge durch den Fortfall einer Verbindungsleitung
sowie
wegen der Verwendung eines Ein-hus-Schalters anstelle eines Umschalters betriebssicherer
als bisher bekannte Einrichtungen und ermöglicht die Verwendung von handelsüblichen
Schaltern. Außerdem ist durch die einfachere Taktfolge eine kürzere Umschaltzeit
gegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 ein Schaltbild einer Stufenregeleinrichtung
und Figur 2 das dazugehörige Taktfolgediagramm.
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Über Arme eines nicht näher dargestellten Wählers sind die festen
Kontakte von Schalter S1 und mit den Anzapfungen n sowie n+1 einer Wicklung in dem
der Stufenregeleinrichtung zugeordneten Gerät verbunden. Mit dem an der Wicklungsanzapfung
n liegenden Wählerarm ist außerdem der feste Kontakt eines Schalters 53 vcrbunden.Mit
der Verbindungsleitung der beweglichen Kontakte der Schalter S1 undS2 sind der feste
Kontakt eines Schalters SP sowie eines Vakuumschalters Vac1 verbunden, an deren
andere Kontakte die Lastleitung 1L und ein Ende eines Überschaltwiderstandes r angeschlossen
sind. Der Uberschaltwiderstand r wird über einen zweiten Vakuumschalter Vac2 und
den beweglichen Kontakt des Schalters S3 an Spannung gelegt.
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Ln den Taktfolgediagramm sind die Stellungen der ein -zeinen Schalter
für die möglichen Schaltzustände eingetragen, wo@ei, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
die in der Figur 1 gezeigte Schaltstellung der mit n+1 gekennzeichneten
Schalt
stellung entspricht.
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Beim Umschalten der Lastleitung 1L von der Anzapfung n+1 auf die Anzapfung
n wird zunächst der Schalter S3 und anschließend der Vakuumschalter Vac2 geschlossen.
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Danach fließt ein Ausgleichsstrom von der Anzapfung n über den Schalter
S3, den Vakuumschalter Vac2 , den Überschaltwiderstand r sowie den Vakuumschalter
Vac und den Schalter S2 zur Anzapfung n+1. Im weiteren Verlauf der Umschaltung wird
zunächst Sp geöffnet, danach desgleichen der Vakuumschalter Vac1 und der Schalter
Nunmehr fließt kurzzeitig der gesamte Laststrom über die Schalter S3, den Vakuumschalter
Vac2 sowie den Überschaltwiderstand r zur Lastleitung 1L Jetzt werden nacheinander
die Schalter S1, Vac1 und der hierzu parallel liegende Schalter SP geschlossen.
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Damit sind die in Reize liegenden Schaltelemente r, Vac2 sowie S3
elektrisch kurzgeschlossen, so daß der Vakuumschalter Vac2 und der Schalter 53 in
der genannten Reiheffolge stromlos geöffnet werden können.
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Alle Schalter werden von einer gemeinsamen Nockenwelle betätigt, deren
Nockenbahnen die gewünschte und aus Fig. 2 ersichtliche Reihenfolge der Schalterbetätigung
erzwingen.
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Eine Umschaltung von der Anzapfung n auf die Anzapfung n+1 erfolgt
sinngemäß in der gleichen Weise, wobei wiederum die Schalter S2, 53 und Sp "leer"
geschaltet werden und lediglich die beiden Vakuumschalter Vac1 und Vac tatsächlich
einen Strom schalten.
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Aus diesem Gründen können an den erstgenannten Ein-Aus-Schaltern keine
Schaltlichtbögen auftreten. Erst beim Ausfall eines der beiden Vakuumschalter wird
an einem der anderen Schalter ein Schaltlichtbogen gezogen. Da diese Schalter als
Leerschalter so mit Schalthilfen z. B. Löschblechen versehen sind, können sie gegebenenfalls
eine geringe Anzahl von Leistungsschaltungen vornehmen, sodaß auch bei Ausfall eines
Vakuumschalters die Stufenregeleinrichtung funtionsfähig bleibt und der Transformator
nicht gefährdet wird. Die Schalter S1, S2, 53 und Sp werden auf eventuell auftretende
Lichtbögen hin überwacht und der Ausfall eines der Vakuumschalter wird sofort angezeigt.
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Bei getrennter Überwachung der einzelnen Schalter wird außerdem angezeigt,
welcher der Vakuumschalter ausgefallen ist.
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Anstelle der in der Schaltung vorgesehenen Vakuumschalter Vac1 und
Vac2 können auch Thyristoren in Antiparallelschaltung, bzw. Triacs in Selbstzündungsschaltung
vorgesehen werden.