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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren mit aus steuerbaren Halbleiterventilen bestehenden Antiparallelschaltungen, die jeweils über mechanische Trennkontakte zwischen an benachbarten Anzapfungen des Stufentransformators angeschlossenen Wählerkontakten und einer gemeinsamen Ableitung liegen, und mit mechanischen Dauerkontakten zur Stromentlastung der Antiparallelschaltungen, wobei die Zündung der steuerbaren Halbleiterventile durch zwei Sperrspannungserfassungsgeräte und eine Logikschaltung gesteuert wird.
Bei rein mechanischen Lastumschaltern ist der Schaltablauf der dabei verwendeten Haupt- und Hilfskontakte jedoch meistens derart, dass in der Schaltfolge jeweils ein geschalteter Kontakt mit dem nächsten zu schaltenden Kontakt für kurze Zeit überlappt. Da die mechanischen Kontakte somit gegenüber den bekannten Schaltungen mit Thyristoren einen abweichenden Schaltablauf haben, sind diese nicht ohne weiteres für die bisher gebräuchlichen Thyristorschaltungen verwendbar.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei einem mechanischen Lastumschalter mit vorgegebenen Kontaktablauf die Thyristoren mit den mechanischen Kontakten eines herkömmlichen Schalters unter Vermeidung der genannten Schwierigkeiten zu kombinieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass von den Sperrspannungserfassungsgeräten jeweils der Eingang an die Reihenschaltung der Antiparallelschaltung und des mechanischen Trennkontaktes angeschlossen ist und der Ausgang mit je einem Eingang der beiden Eingänge eines ihm zugeordneten UND-Gatters verbunden ist, dass weiters je ein Zustandsmelder für die mechanische Stellung der Trennkontakte mit je einem Eingang einer bistabilen Kippstufe verbunden ist, deren Ausgänge jeweils mit dem andern Eingang der beiden UND-Gatter verbunden sind.
Es ist jetzt praktisch nur mehr erforderlich, von einem gebräuchlichen Lastumschalter die Überschaltwiderstände zu entfernen und in den Leitungsstrang der Hilfskontakte an Stelle der überschaltwiderstände den Stromkreis mit den antiparallel geschalteten Thyristoren einzusetzen. Weiterhin hat diese Schaltung den Vorteil, dass ein eigener Umschaltbefehlsgeber, wie z. B. ein Steuerkontakt- oder Photogeber, entfallen kann. Dadurch ist die Schaltweise vereinfacht.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Steuerschaltung. Fig. 2 gibt die Schaltfolge wieder. Fig. 3 zeigt eine Steuerschaltung gemäss der Erfindung.
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antiparallelen Thyristorpaaren--7, 8 und 9, 10--liegen, geschlossen. Dann erfolgt die Umlegung der Belastung von einem Thyristorpaar --7,8-- zum andern --9,10-- und zuletzt die Schliessung des Dauerkontaktes --4-- der zuzuschaltenden Stufe --U2-- des Regeltransformators und öffnen der Trennkontakte --5, 6--. Aus Fig. 2 sieht man, dass die Schaltvorgänge der Haupt- und Hilfskontakte sich überlappen.
In Fig. 3 ist eine erfindungsgemässe Steuerschaltung dargestellt, wobei die in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen für die einzelnen Geräte der Schaltung auch für die in Fig. 3 dargestellten Umschaltstromkreise --Stl und St-gelten.
Für die Stromzweige--Sti und St2-- sind Zündübertrager --11,12-- vorgesehen, welche die Impulsreihen der Zündimpulsgeneratoren--13, 14--an die Thyristoren--7, 8 bzw. 9, 10--abgeben, wenn an deren Eingang Spannung anliegt. Im Schaltkreis der Thyristoren--Stl und St2 -- sind mit --40, 41-- Kondensatoren und mit --42, 43-- Widerstände bezeichnet, welche in Reihe geschaltet sind und den entsprechenden Thyristorzweigen parallel geschaltet werden.
Die Steuerschaltung nach Fig. 3 enthält ein schaltrichtungsfestlegendes Speicherglied--15-mit zwei
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den Zustand der Geräte --240 bzw. 250--und des Speichergliedes--15--verknüpfen und die Impulsgeneratoren--13, 14--freigeben bzw. sperren.
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Für den schaltrichtungsfestlegenden Speicher --15-- wird zweckmässig eine Kippstufe mit dynamischen Eingängen --EI und E--verwendet und diese Eingänge von den Zustandsmeldem --22,23-- der Trennkontakte --5 und 6-- angesteuert. Beim Schliessen des Trennkontaktes --6-- beispielsweise wird die Kippstufe in die Lage kippen, in welcher der Ausgang--A--Spannung führt, und wird in dieser Lage so lange
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Da in dieser Ausführung die Logikschaltung für jeden Zweig unabhängig vom jeweiligen Schaltzustand des Dauerkontaktes--3 bzw. 4--arbeitet, können die Dauerkontakte ganz weggelassen werden, wenn die Thyristoren für Dauerlast ausgelegt sind.
Die Wirkungsweise der Steuerschaltung nach Fig. 3 ist folgende :
Es wird angenommen, dass der Dauerkontakt--3--geschlossen und die Trennkontakte--5, 6--und
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des Gegenzweiges Spannung an. Somit sind für das UND-Gatter--26--beide Bedingungen erfüllt, es schaltet den Zündimpulsgenerator-13-ein und die Thyristoren-7 und 8-erhalten Zündimpulse.
Sobald der Dauerkontakt--3--öffnet, kommutiert der Laststrom auf den Thyristorstromkreis --Stl--. Im Augenblick des Schliessens des Trennkontaktes --6-- erhält der zugehörige Zustandsmelder
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Spannung führt und Ausgang--A--spannungslos ist, wodurch das UND-Gatter--26--am Ausgang keine Spannung mehr besitzt und dadurch die Zündimpulse von den Thyristoren --7 und 8--genommen werden.
Sobald diese Thyristoren-7, 8- nach dem folgenden Nulldurchgang zu sperren beginnen, gibt Zustandsmelder--240--Spannung ab und das UND-Gatter--27--erhält an beiden Eingängen Spannung, so dass die Thyristoren --9 und 10--über den Zündimpulsgenerator --14-- gezündet werden und den Laststrom übernehmen. Das folgende öffnen von Trennschalter--5--ist in diesem Falle für die Umschaltung belanglos. Sobald der Dauerkontakt--4--schliesst, geben die Thyristoren--9, 10--den Strom über den Dauerkontakt ab, erhalten aber weiterhin Zündimpulse, so dass auch bei Fehlen eines Dauerkontakts--4--der kontinuierliche Stromfluss gesichert wäre. Es sind nun alle Voraussetzungen für eine Umschaltung in umgekehrter Richtung von Dauerkontakt --4-- nach Dauerkontkt --3-- geschaffen.
Eine wichtige Bedingung für die Steuerschaltung ist, dass sich die Trennkontakte--5 und 6--bei ihrer Schaltung mindestens eine Halbwelle überlappen, d. h. beide Kontakte sollen mindestens eine Halbwelle lang zusammen gleichzeitig eingeschaltet sein. Wird diese Bedingung nicht eingehalten, so könnte es vorkommen, dass derjenige Trennkontakt, welcher bis dahin stromführend war, auch unter Strom, d. h. also unter Last, abschalten muss, weil seine Thyristoren noch nicht in den Sperrzustand übergegangen sind.