DE2410641A1 - Motor drive for tap changing switch - has asynchronous or DC motor and auxiliary drive producing signals for thyristor - Google Patents

Abstract

Motor drive for stepping switch with electronic control circuit, used for tap changing in distribution transformers. The unit consists of a double flanged asynchronous or direct current motor with power and auxiliary drives mechanically coupled to the stepping switch. The auxiliary drive has two shafts with means of deriving signals denoting settings and speed. Control of the drive motor is via a thyristor circuit triggered by the signals derived from the auxiliary drive. The drive unit is mounted on the top of the transformers on the flange of the stepping switch. The switching unit is in the switch box to the side of the transformer housing.

Description

Stufenschaltermotorantrieb mit elektronischer Steuerung Stufenschalter und Umsteller von Einstelltransformatoren besitzen zur Einstellung der verschiedenen Schaltstufen einen Motorantrieb. Ublicherweise ist seitlich außen am Transformatorkessel ein Schaltschrank angebracht, in welchem der zum Antrieb benötigte Motor, mit einem angeflanschten Untersetzungsgetriebe und die dazugehörigen Steuer- und Schaltgeräte eingebaut sind. Eine auf dem Wellenstumpf des Getriebes aufgesetzte Kupplungsscheibe überträgt das Drehmoment über eine Wellenführung, mit einem Winkelgetriebe und einem Schneckengetriebe auf den im Transformatorkessel eingebauten Stufenschalter oder Umsteller. Im allgemeinen verwendet man zum Antrieb einen Drehstromasynchronmotor, der mit Hilfe einer Schützensteuerung eingeschaltet und nach Erreichen der jeweils gewünschten Spannungsstufe vom Netz abgetrennt und kurz geschlossen wird, so daß er das Stufenschaltwerk augenblicklich stillsetzt. Die Länge der Einschaltdauer des Motors wird durch ein Zeitrelais über wacht. Je nach der Anzahl der Schaltspiele sind die Kontakte der Luftschütze jedoch relativ schnell einem starken Verschleiß durch Kontaktabbrand unterworfen, wodurch eine gewisse Störanfälligkit der Steuerung vorhanden ist, welche nur durch eine laufende Uberwachung-ausgeschlossen werden kann. Eine Verbesserung des genannten Nachteils wird bekannterweise durch die Verwendung eines Drehstromasynchronmotors mit offen ausgeführten Wicklungen erreicht. Der Sternpunkt wird dadurch gebildet, daß die Wicklungen einseitig mittels eines Schalters über eine durch Steuerelemente gleichstromseitig kurzschließbare, steuerbare Drehstrombrücke miteinander verbunden werden, wobei je nach Drehrichtung des Motors die netz- und sternpunktseitigen Enden der Wicklung miteinander vertauschbar angeordnet sind. Step switch motor drive with electronic step switch control and converters of adjustable transformers own to adjust the various Switching stages a motor drive. Usually it is on the outside of the transformer tank a control cabinet is attached, in which the motor required for the drive, with a flange-mounted reduction gears and the associated control and switching devices are built in. A clutch disc placed on the stub shaft of the gearbox transmits the torque via a shaft guide, with an angular gear and a Worm gear on the tap changer built into the transformer tank or Diverter. In general, a three-phase asynchronous motor is used for the drive, which is switched on with the help of a contactor control and after reaching each desired voltage level disconnected from the mains and short-circuited so that it immediately stops the tap changer. The length of the duty cycle the motor is monitored by a timing relay. Depending on the number of switching cycles However, the contacts of the air contactors are subject to severe wear and tear relatively quickly Subjected by contact erosion, which makes the control system susceptible to malfunctions is present, which can only be excluded by ongoing monitoring can. An improvement of the mentioned disadvantage is known through the use of a three-phase asynchronous motor with open windings. The star point is formed in that the windings on one side by means of a switch a controllable three-phase bridge that can be short-circuited on the DC side by means of control elements are connected to each other, depending on the direction of rotation of the motor, the mains and Star point-side ends of the winding are arranged interchangeably with one another.

Zum Kurzschließen der Drehstrombrücke kann dabei im Gleichstromzweig ein Gleichstromsteiler oder ein Thyristor vorgesehen werden. Die genaue Einstellung der Bremswirkung des Motors wird durch Verwendung eines Bremswiderstandes vorgenommen, über den die Drehstrombrücke kurzgeschlossen werden kann (OS 2 oo7 859).In order to short-circuit the three-phase bridge, it is possible in the direct current branch a DC divider or a thyristor can be provided. The exact setting the braking effect of the motor is made by using a braking resistor, via which the three-phase bridge can be short-circuited (OS 2 oo7 859).

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stufenschaltermotorantrieb zu schaffen, welcher universell für die verschiedenen Stufenschalter einer Typenreihe eingesetzt werden kann, wobei gegebenenfalls auf die kostenaufwendige Wellenführung mit Winkel-und Schneckengetriebe, sowie weitgehend auch auf mechanische Schalter, wie z.B. Schütze und Relais verzichtet werden soll.The object of the invention is to provide a tap changer motor drive create, which is universal for the different tap changers of a type series can be used, possibly on the expensive wave guide with angular and worm gears, as well as largely mechanical switches, how e.g. contactors and relays should be dispensed with.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht, durch die Verwendung einer Antriebseinheit, bestehend aus einem Doppelflansch-Asynchronmotor oder G]eichstrommotor mit stirnseitig angebautem Leistungs- und Hilfsgetriebe, welche entweder unmittelbar auf dem Transformatordeckel am Aufhängeflansch des Stufenschalters oder an einer beliebigen Stelle am Transformatorkessel befestigt oder als öldichte Sonderausführung im Transformatorkessel eingebaut ist sowie durch die Verwendung von kontaktlosen elektronischen Bauteilen zur Steuerung des Doppelflansch-Asynchronmotors. Das Wellenende des Leistungsgetriebes ist entsprechend dem Einbauort der Antriebseinheit entweder direkt oder über eine Wellenführung mit der Antriebswelle des Stufenschalters durch eine Kupplung verbunden und überträgt das Drehmoment auf das Stufenschaltwerk. Das Hilfsgetriebe besitzt zwei Abtriebswellen mit den Untersetzungen 1 U/Stufe und 1 U/ioo Stufen. Die Abtriebswelle 1 U/Stufe setzt über einen kontaktlosen Stellungsgeber den Antrieb jeweils nach Weiterfahren um eine Stufe still.According to the invention this is achieved through the use of a Drive unit, consisting of a double-flange asynchronous motor or direct current motor with front-mounted power and auxiliary gears, which are either directly on the transformer cover on the suspension flange of the tap changer or on a attached at any point on the transformer tank or as an oil-tight special design built into the transformer tank is as well as by using of contactless electronic components for controlling the double flange asynchronous motor. The shaft end of the power gear unit is according to the installation location of the drive unit either directly or via a shaft guide with the drive shaft of the tap changer connected by a clutch and transmits the torque to the stepped switchgear. The auxiliary gear has two output shafts with the reductions 1 rev / step and 1 U / 100 steps. The output shaft 1 rev / step is set via a contactless position transmitter the drive comes to a standstill each time it continues to move.

Auf der Welle 1 U/loo Stufen ist ein kontaktloser Drehgeber montiert, über den die Stellung des Stufenschalters gemeldet wird.A contactless rotary encoder is mounted on the shaft of 1 U / loo steps, via which the position of the multiple switch is reported.

Der Schaltkasten mit den zur Steuerung benötigten elektronischen Schaltgeräten kann an der jeweils günstigsten Stelle an einer der Seitenwände des Transformatorkessels angebracht werden oder auch in einer Schaltwarte eingebaut sein und ist mit dem Motorantrieb nur durch die elektrischen Leitungen verbunden. Die Schaltung des Hauptstromkreises für den Motor wird über einen Thyristor mit eingeschaltetem Schütz vorgenommen. Das Schütz übernimmt hierbei eine übergeordnete Sicherungsfunktion. Die eigentliche Ein- und Ausschaltung sowie Drehrichtungswechsel werden vom Thyristor als kontaktlose Schaltung übernommen. Das Schütz wird aus Sicherheitsgründen, jedoch immer in stromlosem Zustand mitgeschaltet. Dadurch kann kein Kontaktabbrand und auch kein Kleben der Kontaktteile des Schützes entstehen. Die Steuerung und Einschaltdauer des Antriebmotors erfolgt durch den bereits genannten kontakt losen Stellungsgeber auf der Abtriebswelle 1 jStufe und durch den kontaktlosen Drehgeber auf der Welle 1 /?ovo Stufen Durch den Drehgeber wird die Stellung des Stufenschalters in den seitlich am Transformatorkessel angebrachten Schaltkasten gemeldet. Die Festlegung der Stufenzahl des Stufenschalters erfolgt im Schaltkasten durch Einlegen einer entsprechenden Klemmvorrichtung. Eine Weiterschaltung in einer Richtung kann nur dann erfolgen, wenn die eingestellte Endstufe noch nicht erreicht ist. Dieses Kriterium wird jeweils vor dem Weiterfahren überprüft. Nach Erreichen der Endstufe wird sowohl das Schütz als auch die Zündung für den Thyristor für die entsprechende Richtung gesperrt. Durch eine zusätzlich vorgesehene Leitungsbruchsicherung zwischen den Gebern am Hilfsgetriebe und dem Empfänger im Schaltkasten ist ein Höchstmaß an Betriebssicherheit gegeben.The switch box with the electronic switchgear required for control can be placed at the most favorable point on one of the side walls of the transformer tank attached or installed in a control room and is with the Motor drive connected only by the electrical lines. The circuit of the main circuit for the motor is carried out via a thyristor with an activated contactor. The contactor takes on a higher-level safety function. The real one Switching on and off as well as changing the direction of rotation are made contactless by the thyristor Circuit taken over. For safety reasons, the contactor is always de-energized State switched on. As a result, no contact erosion and no sticking of the Contact parts of the contactor arise. The control and duty cycle of the drive motor takes place through the aforementioned contactless position transmitter on the output shaft 1 j step and through the contactless rotary encoder on the shaft 1 /? Ovo steps through the rotary encoder is the position of the tap changer in the side of the transformer tank attached switch box reported. The definition of the number of steps of the step switch takes place in the switch box by inserting an appropriate clamping device. One Switching in one direction can only take place if the set Output stage has not yet been reached. This criterion is in each case before Continue driving checked. After reaching the output stage, both the contactor and the ignition are turned off locked for the thyristor for the corresponding direction. By an additional Provided line break protection between the encoders on the auxiliary gear and the The receiver in the switch box ensures the highest level of operational safety.

Mit dieser Antriebseinheit und den zugehörigen elektronischen Steuer- und Schaltgeräten können die verschiedenen Stufenschalter einer Typenreihe ausgerüstet werden, da die von den Abtriebs--wellen des Hilfsgetriebes angetriebenen Stellungs- und Drehgeber kontaktlos arbeiten und dadurch das Hilfsgetriebe nur minimal belasten.With this drive unit and the associated electronic control and switching devices can equip the various tap changers of a series as the position values driven by the output shafts of the auxiliary and rotary encoders work without contact and thus only minimally load the auxiliary gear.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 dargestellt: Die Antriebseinheit, bestehend aus dem Motor 1 und dem stirnseitig angeflanschten Leistungsgetriebe 2 und Hilfsgetriebe 3 ist oben auf dem Transformatordeckel am Aufhängeflansch 4 des -Stufenschalters befestigt. Das Drehmoment wird vom Leistungsgetriebe 2 über eine Wellenführung im Transformatorkessel auf den Stufenschalter 5 übertragen. Das Hilfsgetriebe 3 besitzt zwei Abtriebswellen. Auf der einen Abtriebswelle 1 U/Stufe ist ein kontaktloser Stellungsgeber 6 und auf der anderen Abtriebswelle 1 U/loo Stufen ist ein kontaktloser Drehgeber 7 montiert. An einer Seitenwand des Transformatorkessels ist ein Schaltkasten 8 angebracht, in welc-hem die zur Steuerung benötigten elektronischen Bauteile eingebaut sind. Der Motor 1, sowie der Stellungsgeber 6 und Drehgeber 7 sind mit dem Schaltkasten 8 durch elektrische Leitungen 9 miteinander verbunden. ueber den Stellungsgeber 6 wird der -Antrieb jeweils nach Weiterfahren um eine Stufe stillgesetzt. Der Drehgeber 7 meldet die Stellung des Stufenschalters 5 in den Schaltschrank 8 und sperrt nach Erreichen der eingestellten Endstufe für die entsprechende Richtung das im Hauptstromkreis liegende Schütz, sowie die Zündung des Thyristors. Schütz und Thyristor sind ebenfalls im Schaltschrank 8 untergebracht. Zur Betatigung des Stufenschalters 5 bei Stromausfall, kann am Leistungsgetriebe 2 eine Anschlußmögichkeit für eine Handkurbel 10 vorgesehen werden.An embodiment of the invention is shown in Fig. 1: The drive unit, consisting of the motor 1 and the one flanged on the front Power transmission 2 and auxiliary transmission 3 is on top of the transformer cover Hanging flange 4 of the tap changer attached. The torque is from the power transmission 2 is transmitted to the tap changer 5 via a wave guide in the transformer tank. The auxiliary gear 3 has two output shafts. On one output shaft 1 U / step is a contactless position transmitter 6 and on the other output shaft 1 U / loo A contactless rotary encoder 7 is mounted on stages. On a side wall of the transformer tank a switch box 8 is attached, in which the electronics required for control Components are installed. The motor 1, as well as the position transmitter 6 and rotary encoder 7 are connected to the switch box 8 by electrical lines 9. Via the position transmitter 6, the drive is activated after each further travel by one step shut down. The rotary encoder 7 reports the position of the multiple switch 5 in the switch cabinet 8 and locks for the corresponding direction after reaching the set output stage the contactor in the main circuit, as well as the ignition of the thyristor. Contactor and thyristor are also in the control cabinet 8 housed. To operate the step switch 5 in the event of a power failure, the power gear 2 a connection for a hand crank 10 can be provided.

Im Schaltkasten 8 sind zus-atzlich elektrische Anschlußmöglichkeiten fiir einen Fernanzeige und Fernbetätigung 11 sowie für eine Synchronisierung bei Parallelbetrieb 12 von mehreren Stufenschaltern vorhanden.In the switch box 8 there are additional electrical connection options for a remote display and remote control 11 and for synchronization Parallel operation 12 of several tap changers available.

Claims (9)

Patentansprüche Claims IStufenschaitermo torantrieb mit elektronischer Steuerung für Stufenschalter und Umstejler, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antrieb ein Leistungs- und Hilfsgetriebe zugeordnet ist, :i so gebildete Antriebseinheit mit dem Stufenschalter mechanisch gekuppelt und mit der die Schaltelemente enthaltenden Baueinheit elektrisch verbunden ist.Step switch motor drive with electronic control for step switches and Umstejler, characterized in that the drive is a power and auxiliary gear is assigned: i drive unit formed in this way with the step switch mechanically coupled and electrically connected to the unit containing the switching elements is. 2. Stufenschaltermotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb elektronisch gesteuert ist.2. Tap changer motor drive according to claim 1, characterized in that that the drive is electronically controlled. 3. Stufenschaltermotorantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, die Schaltelemente enthaltende Baueinheit Bestandteil einer Schaltwarte ist.3. Tap changer motor drive according to claim 1, characterized in that that the unit containing the switching elements is part of a control room is. 4. Stufenschaltermotorantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit unmittelbar auf den Traneformatordeckel am Aufhängeflansch des Stufenschalters befestigt ist.4. Tap changer motor drive according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the drive unit is directly on the Traneformatordeckel is attached to the suspension flange of the tap changer. 5. Stufenschaltermotorantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit am Transformatorkessel angeordnet ist.5. Step switch motor drive according to claim 4, characterized in that that the unit is arranged on the transformer tank. 6. Stufenschaterinotorantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit innerhalb des Transformatorkessels angeordnet ist.6. Stufenschaterinotorantrieb according to claim 4, characterized in that that the structural unit is arranged within the transformer tank. 7. Stufenschalte.motorantrieb nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein Asynchronmotor oder Gleichstrommotor Verwendung findet.7. Stufenschalte.motorantrieb according to claims 1-6, characterized in that that an asynchronous motor or DC motor is used as a drive. 8. Stufenschaltermotorantrieb nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Leistungs- und Hilfsgetriebe stirnseitig an den Antriebsmotor angebaut sind.8. Step switch motor drive according to claims 1-7, characterized in that that power and auxiliary gears are attached to the front of the drive motor. 9. Stufenschaltermotorantrieb nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Antriebsmotors kontakt los Geber und Thyristoren verwendet werden.9. Step switch motor drive according to claims 1-8, characterized in that that used to control the drive motor contactless encoders and thyristors will. L e e r s e i t eL e r s e i t e