AT20684B - Schaltungseinrichtung für selbsttätige Transformatorschalter. - Google Patents

Schaltungseinrichtung für selbsttätige Transformatorschalter.

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AT20684B
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Arthur Francis Berry
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Arthur Francis Berry
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  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description


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  Schaltungseinrichtung für selbsttätige Transformatorschalter. 



   Beim Verteilen von Wechselstrom mittels stationärer Transformatoren, welche Netze mit Strom versehen, deren Belastung   beträchtlichen   Änderungen unterworfen ist, wurde bisher vorgeschlagen, um die Magnetisierungsverluste zu vermindern, wenn die Belastung des Verteilungssystems niedrig ist, an jeder Umformungsstelle in Verbindung mit einem oder mehreren stationären Haupttransformatoren einen getrennten und besonderen statischen Transformator (zum Zweck der Unterscheidung im folgenden Hilfstransformator genannt), der für gewöhnlich von geringerer Grösse ist als der oder die Haupttransformatoren und ferner Mittel (im folgenden   Kurzschlusseinrichtungen   genannt) anzuwenden,

   durch welche die Primär-und die Sekundärwicklung des Hilfstransformators mit den bezüglichen Primärund Sekundärwicklungen des Haupttransformators oder eines jeden der Transformatoren in Reihe geschaltet werden können, wenn die Belastung nicht einen bestimmten Betrag überschreitet, und kurzgeschlossen werden können, sobald die Belastung die Leistung des Hilfstransformators übersteigt, in welchem Falle der oder die   Haupttransformatoren   allein verwendet werden. 



   Bei den vorgeschlagenen Anordnungen waren die   Kurzschlusseinrichtungen   dazu bestimmt, zur geeigneten Zeit entweder von Hand oder selbsttätig durch eine elektro- 
 EMI1.1 
 Widerstand besass, die beständig in dem   Sekundärstromkreis eingeschaltet   war. 



   Die ersterwähnte Anordnung erfordert die beständige Anwesenheit eines Wärters, während die zweite einen beständigen und bedeutenden Energieverlust in der elektromagnetischen Vorrichtung zur Folge hat. 



   Durch   praktische Versuche   wurde nun gefunden, dass ungefähr   1'5   Kilowatt er-   forderlich   sind, um die bei dieser letzterwähnten Anordnung verwendete Schaltvorrichtung zu öffnen und zu schliessen, wenn die   bezüglichen   Wicklungen beider Transformatoren in Reihe geschaltet oder die Wicklungen des Hilfstransformators kurzgeschlossen, d. h. ausser Betrieb gesetzt werden sollen.

   Diese Arbeit der Schaltvorrichtung muss   bei ungefähr 1/10   der vollen Belastung stattfinden, d. h. die Spulen der Elektromagnetvorrichtung   müssen   beim Durchgang von   1/10   des vollen Ladestromes durch dieselben die notwendige Kraft entwickeln, weshalb bei   Eloktrnmagneteinrichtungen   die Anzahl der zum Erzeugen der notwendigen Kraft erforderlichen Windungen sehr gross sein muss.

   Aus   ökonomischen   Gründen und wegen der Regelung ist es aber praktisch nicht möglich, diese Windungen bei starken Belastungen eingeschaltet zu lassen, wie dies beispielsweise bei der Einrichtung nach dem amerikanischen Patent   Ni-"-) 20 !)   70 der Fall ist, indem die bei dieser Einrichtung verwendeten, die Arbeit verrichtenden Serienspulen mit ihren starken Verlusten in dem Stromkreis eingeschaltet bleiben. Aus diesem Grunde ist die vorliegende   Schaltungsvorrichtung   derart eingerichtet, dass sie den Strom der zur Betätigung desjenigen Teiles dieser Schaltvorrichtung dient, welcher das   Kurzschliessen   und Einschalten des Hilfstransformators bewirkt, vorübergehend, und zwar nur sehr kurze Zeit   durchfliessen   lässt. 



   Eine Elektromagnetanordnung zum Betätigen von   Trinsformatorschaltern   ist auch in der amerikanischen Patentschrift Nr. 728752 beschrieben. Bei dieser Anordnung sind jedoch die Schalter dazu bestimmt, die Transformatoren parallel zueinander zu schalten, sobald die Belastung des Verteilstromkreises wächst und dieselben einzelweise gänzlich aus dem 

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 Stromkreis auszuschalten, wenn die Belastung abnimmt. Dieses Verteilsystem unterscheidet sich also wesentlich von dem vorliegenden und hat sich auch in der Praxis aus folgenden Gründen nicht   bewährt.   Das Unterbrechen der Kontakte bei hohen Spannungen begünstigt die Funkenbildung und macht daher die Verwendung von grossen und rasch unterbrechenden Schaltern notwendig.

   Ferners ist beim beständigen Ein-und Abschalten der Transformatoren die Isolation der letzteren leicht Beschädigungen ausgesetzt ; auch werden die Transformatoren, wenn dieselben abgeschaltet sind, kalt und   nehmen   daher leicht Feuchtigkeit auf, wodurch dieselben beim Wiedereinschalten noch leichter beschädigt und unbrauchbar werden können.

   Diese Ubelstände, welche sich bei Benützung der Parallelanordnung von Transformatoren ergeben, werden durch die vorliegende Anordnung vermieden, da weder der Hilfstransformator, noch der Haupttransformator jemals von den Primär- und Sekundärstromkreisen gänzlich abgeschaltet werden, indem der ersterwähnte Transformator lediglich kurzgeschlossen wird, wenn die Belastung ein vorher bestimmtes Mass überschreitet und der Kurzschluss geöffnet wird, um diesen Transformator in Betrieb zu setzen, wenn die Belastung abnimmt. 



   Durch die vorliegende Erfindung sollen die Nachteile der beiden vorerwähnten, bekannten Anordnungen vermieden werden. 



   Zu diesem Zweck wird in Verbindung mit   Kurzschlusseinrichtungen,   wie Schalter zum Kurzschliessen der   Primär-und Sekundärwicklungen   des   Hilfstrausformators   und Ausser-   botriebsetzen   derselben, wenn die Belastung des Verteilungssystems über einen vorher bestimmten Betrag steigt und Inbetriebsetzen dieser Wicklungen, wenn. die Belastung unter das vorher bestimmte Mass sinkt, sowie mit der elektromagnetischen Vorrichtung zum Betätigen der genannten   Kurzschlusseinrichtungen,   ein Relais verwendet, das in dem primären oder sekundären Stromkreis angeordnet ist und zeitweise die elektromagnetische   Vorrichtung   zu erregen bezw.

   an eine Stromquelle anzuschalten und die   Kurzschlusseinrichtungen   in der einen oder der anderen Richtung gemäss dem Fallen oder Steigen der Belastung unter oder über den vorher bestimmten Betrag zu betätigen geeignet ist. Die Wicklung des Relais ist vorzugsweise in dem Primärstromkreis angeordnet, so dass sie, da sie so berechnet sein kann, dass sie wenig Energie verbraucht, als Vorrichtung zum beständigen Anzeigen der Belastung des   Primärstromkreises   und demzufolge auch der des Sekundärstromkreises verwendet werden kann und die Wicklungen der elektromagnetischen Vorrichtung sind vorzugsweise vorübergehend in dem Sekundärstromkreis eingeschaltet. 



   Das Relais sowie die   Kurzschtusseinrichtung   und die elektromagnetische Vorrichtung zum Betätigen der letzteren unter Regelung des Relais können in verschiedener Weise   ausgeführt   werden. 



   Die Zeichnung zeigt   schematisch   eine Transformatorstation mit Haupt-und Hilfstransformatoren, die zu dem oben beschriebenen Zwecke mit einer   Kurzschlussvorrichtung,   einer elektromagnetischen Vorrichtung und einem Relais zum selbsttätigen   In- und AI1sser-     hetriebsetzon   des   Hilfstransformators   dem   Bedürfnis   gemäss verbunden sind. 



     1   und 2 sind die   Primär-oder Hochspannungsleiter   und 3 und 4 die Sekundär- oder Verteilungsleiter. 5 sind die Primärwicklungen und 6 die Sekundärwicklungen einer
Anzahl von grossen Transformatoren. Die. einen Enden der Primärwicklungen 5 sind durch
Schalter 7 mit einer gemeinschaftlichen Leitung 8 und die anderen Enden mit der Primärleitung 2 verbunden, während die Sekundärwicklungen 6 mit ihren einen Enden durch
Schalter 9 mit einer gemeinschaftlichen Leitung 10 und mit ihren anderen Enden mit der
Sekundärleitung 4 verbunden sind. 11 und 12 sind die Primär- bezw. Sekundärwicklungen des Hilfstransformators.

   Die Primärwicklung 11 ist mit ihren beiden Enden an die Primär- leitung 1 bezw. an den   Leiter. 9 und   die Sekundärwicklung 12 mit ihren beiden Enden an die Sekundärleitung 3 bezw. den   Leiter   angeschlossen. 



   Das Relais besteht ans einem Elektromagnet mit hohlem Kern   36   und einer
Wicklung   37,   die   n.. it   der Primärleitung 1 hintereinander geschaltet ist. Auf den Anker 38 wirkt eine Feder 39 ein, die ihn von den konzentrischen Polen des Elektromagneten ab- zuheben strebt. Zwei voneinander isolierte Kontakthehel 40 und   41   sind mit den Sekundär-   leitungen   3 und 4 elektrisch und mit dem Anker 38 mechanisch derart   verbunden, laps   sie beim   Nä t'in   oder Entfernen desselben von den Polen in die mit vollen bezw. ge-   strichelten     Linnn angedeuteten Stellungen   gelangen.

   Zwischen den benachbarten Enden der Hebel   40 und 41   ist eine Feder 42 zu dem Zwecke angeordnet, dieselben, nachdem sie die   Mittelstellung iu   der einen oder der anderen Richtung überschritten haben, rasch in die Endstellungen zu bringen. 



   Ein Schalthebel 43 kann zwischen federnde Kontakte 13 und 16 eingeführt und aus   denselben herausgezogen worden.   Diese federnden Kontakte sind mit der   Primärleitung 1   und dem Leiter 8 verbunden, um die Regelung des Stromkreises der Primärwicklung 11 
 EMI2.1 
 

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 den Strom in der. Sekundärwicklung 12 zu regeln.

   Die elektromagnetische Vorrichtung zum Betätigen der Schalthebel besteht aus einem Elektromagnet mit einem feststehenden, hohlen, zylindrischen Kern 45, zwei Wicklungen 46 und 46a, die mit voneinander isolierten federnden Kontakten 47 und   48   und auch untereinander und mit einem gemeinschaftlichen Federkontakt 49 verbunden sind und zwei beweglichen Ankern 50 und   zu   die miteinander durch einen Steg   50b   aus nicht magnetischem Material und mit den Hebeln 43 und 44 durch Lenker 51 verbunden sind. Die Kontakte 47 und 48 reichen bis in die Bahn des langen Armes des Hebels 40 und sind durch einen Streifen 51 isolierenden Materiales voneinander getrennt. Der Kontakt 49 reicht in die Bahn des langen Armes des Hebels 41. 



   Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende :
Angenommen, die Belastung des Verteilungssystems sei unter der vorher bestimmten Grenze und   der Jfstransformator   in den Stromkreis   eingeschaltet, < o   dass die beweglichen Teile des Relais der elektromagnetischen Vorrichtung und der Schalter sich in den mit punktierten Linien gezeichneten Stellungen befinden. Wenn dann der Strom in den Primärleitungen 1 und 2 die vorher bestimmte   Grenze überschreitet,   wird der Anker 38 des Relais durch die Elektromagneteinrichtung 36-37 entgegen der Wirkung der Feder 39 angezogen, wodurch die Kontakthebel 40 und 41 aus der in punktierten Linien gezeichneten Stellung in die durch volle Linien veranschaulichte Stellung gelangen.

   Bei ihrer Bewegung legen sich die genannten Hebel für einen Augenblick und gleichzeitig auf die Kontakte 48 und 49, was zur Folge hat, dass die Spule   46a   kurze Zeit in die Leitungen 3 und 4 eingeschaltet ist und die Anker 50,   500.   in die mit vollen Linien gezeichnete Stellung gelangen, wodurch die Schalthebel 43 und 44 zwischen die zugehörigen Kontakte 13, 16 und   14,   17   eingeftilirt   werden und die   Primär-und Sekundärwicklungen   und 12 des Hilfstransformators   kurzschliessen.   Wenn der Strom in den Primärleitern 1 und 2 bis zu einem vorher be- stimmten Betrag sinkt, wird der Anker 38 durch die Feder 39 von den Polen des Elektro- magneten 36,37 abgehoben,

   wodurch die Hebel 40 und 41 sich nach entgegengesetzter
Richtung bewegen und in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung gelangen. 



   Während dieser Bewegung berühren diese Hebel kurze Zeit die Kontakte 47 und 49, wo- durch ein kurz andauernder Strom durch die Spule 46 geschickt wird, und die Anker 50,   . nach entgegengesetzter   Richtung in die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung bewegt werden, so dass die Schalthebel 43 und 44 aus den Kontakten 13-16 und 14-17 herausgezogen werden und die Wicklungen   11,   12 des   Hitfstransformators   geöffnet und in
Reihe an die   bezüglichen   Primär-und Sekundärwicklungen 5 und 6 des oder der Haupt- transformatoren angeschaltet werden. 



   Die selbsttätigen Schalthebel 43 und 44 können auch durch die Änderungen des durch   eine Spule oder Wicklung   in dem   Sekundär-oder Verteilungsnetz   fliessenden Stromes anstatt durch die   Änderungen   im Primärstromkreise betätigt werden. 



   Die Hoch- und Niederspannungswicklung 11 und 12 des Hilfstransformators können,   nachdem   sie kurzgeschlossen worden sind, von den bezüglichen Hoch-und Niederspannungs- leitungen abgeschaltet werden. 



   Die Haupt- und Hilfstransformatoren können selbstverständlich so bemessen sein, dass sie wie gewünscht in hoch oder niedrig umformen.

Claims (1)

  1. PATENT-ANSPRUCH : Schaltungseinrichtung für selbsttätige Transformatorschalter, gekennzeichnet durch die Kombination eines Hilfstransformators, dessen Primär- (11) und Sekundärwicklungen (12) bei schwacher Belastung mit den entsprechenden Haupttransformatorwicklungen (5, 6) in Serie geschattet sind, mit einer elektromagnetischen Schaltvorrichtung (45), welche durch EMI3.1 die Belastung einen \ m bestimmten Wert über-oder unterschreitet, zum Zwecke, bei zu grosser Belastung den Illfstransformator kurzzuschliessen, bei schwacher Belastung dem llaupttrausformator vorzuschalten.
AT20684D 1903-11-02 1903-11-02 Schaltungseinrichtung für selbsttätige Transformatorschalter. AT20684B (de)

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AT25973D AT25973B (de) 1903-11-02 1904-11-24 Schaltungseinrichtung für Wechselstromanlagen.

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AT20684T 1903-11-02

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AT20684D AT20684B (de) 1903-11-02 1903-11-02 Schaltungseinrichtung für selbsttätige Transformatorschalter.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19931186A1 (de) * 1999-07-07 2001-01-11 Reiner Greulach Zelt mit Kühleinrichtung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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