DD246404A1 - Verfahren zur ueberwachung von lastumschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ueberwachung von Lastumschalter von Stufenschalter fuer Transformatoren. Ziel und Aufgabe bestehen darin, durch ein geeignetes Ueberwachungsverfahren auftretende Umschaltfehler bzw. direkte Schaltfehler zu erkennen und eine rechtzeitige Abschaltung zu veranlassen und somit die Betriebssicherheit von Stufenschaltern bei der Zu- und Abschaltung einzelner Wicklungsteile zu gewaehrleisten. Das wird dadurch erreicht, dass die elektrischen Signale der in unmittelbarer Naehe der lichtbogenschaltenden Kontakte des Lastumschalters angeordneten Drucksensoren erfasst und optoelektronischen Wandlern zugefuehrt werden, wo die elektrischen Signale in Lichtsignale umgewandelt, ueber Lichtleitkabel zum Eingang eines optoelektronischen Wandlers auf Erdpotential geleitet und dort in einer geeigneten elektronischen Speichereinrichtung mit Nenngrenzwerte verglichen werden und bei Sollwertueberschreitung die Abschaltung des Transformators veranlassen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung '

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung von Lastumschalter von Stufenschalter für Transformatoren und Drosselspulen, wobei der Lastumschalter mit den zugehörigen Umschaltimpedanzen in einem separaten öldichten Gefäß untergebracht ist. ,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ' *

Stufenschalter schalten Wicklungsteile von Transformatorenwicklungen oder Wicklungen von Drosselspulen bei der jeweiligen Betriebslast dieser Geräte oder auch im Leerlauf um. Zur Realisierung dieser Aufgabe bestehen die Stufenschalter zumeist aus den Hauptbaugruppen Wähler mit den Kontakten zum Anschluß der Wicklungsteile und Lastumschalter mit den Kontakten zur Umschaltung des Transformators von einer bisher stromführenden Wicklungsstufe auf eine durch den Wähler vorgewählte Stufe. Diese Umschaltungen sind mit Lichtbogenausbildungen verbunden. Zur Trennung des Lastumschalteröles vom sauberen Isolieröl des Transformators sind die Lastumschalter und ihre Umschaltimpedanzen in einem separaten sogenannten

Lastumschaltergefäß angeordnet. _ ; .

Die Lichtbogenlöschung im Umschaltvorgang erfolgt durch Kühlung und schnelle Isolierung im Stromnulldurchgang des Laststromes durch das Isolier-Schalteröl. Der Schaitstrom und die netzfrequente Wiederkehrspannung an den Lastumschalterkontakten sind je nach angewendetem Schalterprinzip wie die aus der Literatur bekannter „Fahnen oder Wimpelschaltung" so groß, daß eine spezielle Löscheinrichtung, z. B. Schaltkammem, nicht erforderlich sind.

Die Überwachung der Lastumschaltungen beschränken sich auf Ölstandskontrolle im Schaltergefäß, Ölqualität und:

Strömungsüberwachung in einem Ölströmungsgerät, eingeschaltet zwischen Lastumschaltergefäß und Ausdehnungsgefäß.

Darüber hinaus sind vorwiegend Schutzmembranen am Kopf des Lastumschaltergefäßes oder sogenannte Druckminderventile angebracht, die bei Fehlfunktionen der Lastumschalter große Explosionsauswirkungen verhindern sollen.

Alle diese Ausführungen haben den Nachteil, daß die zu träge sind, und deshalb gegen Zerstörung nur unvollkommen schützen.

Da die Lichtbogenkontakte zum Teil auf sehr hohem Potential gegen Erde angeordnet sein müssen, sind die großen Ölstrecken die mechanische Dämpfung aller bisher bekannten Schutzeinrichtungen.

Die zur Gewährleistung der Spannungsisolation zwischen dem Entstehungsort des Druckes und der Überwachungseinrichtung erforderliche große Ölstrecke bewirkt zwangsläufig eine erhebliche Zeitverzögerung bei der Signalisierung des aufgetretenen Fehlers.

Ein Überwachungsverfahren der Schaltvorgänge am Lastumschalter ist nicht bekannt. Damit ist es bisher auch nicht möglich, beginnende Unregelmäßigkeiten bei der Lastumschaltung rechtzeitig zu erkennen und abzustellen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Gewährleistung der Betriebssicherheit von Stufenschaltern beim Zu- oder Abschalten einzelner Wicklungsteile von Transformatoren und Drosselspulen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines Überwachungsverfahrens durch eine schnelle Erfassung und Übertragung der beim Schalten durch geeignete Meß-, Übertragung»- und Umwandlungseinrichtungen erfaßten Daten auftretende Umschaltfehler bzw. direkte Schaltfehler zu erkennen und eine rechtzeitige Abschaltung zu veranlassen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die elektrischen Signale der in unmittelbarer Nähe der lichtbogenschaltenden Kontakte des Lastumschalters von elektrisch isoliert gegen die offene Schalterseite und gegen benachbarte Phasen angeordnete Drucksensoren erfaßt und optoelektronischen Wandlern zugeführt werden, wobei die Ansteuerungsspannung für den Hauptkontakt zwischen Dauerstromkontakt und Hauptkontakt und die für den Vorkontakt zwischen Hauptkontakt und Vorkontakt am Strompfad der Umschaltimpedanzen entnommen wird.

In optoelektronischen Wandlern werden dann die elektrischen Signale in Lichtsignale umgewandelt und mittels Lichtleitkabel zum Eingang eines optoelektronischen Wandlers auf Erdpotential geleitet, wo sie einer geeigneten elektronischen Speichereinrichtung zugeführt und mit Nenngrenzwerten verglichen werden. Bei einer Überschreitung des Sollwertes wird eine Abschaltung veranlaßt. Die Drucksensoren sind dabei am Potential des abgeschalteten Kontaktes angebracht, wobei in Abschaltstellung des zugehörigen Kontaktes die Isolationsabstände der Spannungsbelastung zur eingeschalteten Seite und gegen benachbarte Phasen gewährleistet sind.

Dies gilt auch für die Eingänge der optoelektronischen Wandler. Die Betriebsspannung der optoelektronischen Wandler und Sensoren werden direkt aus der Zuleitung der Umschaltimpedanzen mit dem Lastumschalter entnommen. Dies hat den Vorteil, daß nur dann die Elektronik, d. h. die optoelektronischen Wandler im Betrieb sind, wenn die Lastumschaltung beginnt. Es ist auch möglich, die Ansteuerspannung aus dem Potential zwischen den Dauerstromkontakten und den Hauptschaltkontakten zu entnehmen. Eine weitere Ausführungsform ergibt sich aus der Tatsache, daß die abschaltenden Haupt- und Vorkontakte jeder Seite der Lastumschalter räumlich aneinander liegen. Hier können mit einem Sensor die Lichtbogen nacheinander gemessen und mit den Sollwerten verglichen werden. Da die zeitlichen Abstände dieser Lichtbogen mechanisch vorgegeben sind, läßt sich auch an Hand der Zeitkontrolle zwischen den Druckwellen und der Zeitdauer der anstehenden Druckimpulse auf die Schaltvorgänge schließen. Die einzelnen Phasen des Lastumschalters können auch mechanisch gekapselt und jeweils statt mit Drucksenoren je Schaltkontakt oder Schalterseite nur mit einem Sensor je Schalter arbeiten.

In jedem Fall sind die schnell entstehenden Signale besser zur Bewertung des Schaltvorganges geeignet als die bekannten Techniken der Ölhydraulik. _ '

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist ein Lastumschalter 1 mit seinen Dauerstromkontakten 2; 3 sowie den Hauptkontakten 4; 5 und Vorkontakten 6; 7 dargestellt. Die Umschaltung der Mechanik des Schalters von links nach rechts oder umgekehrt erfolgt über den Federspeicher 8. Über dem Lastumschalter sind mit 9; 10 die Umschaltimpedanzen dargestellt, deren Stromzuführungen zu den Kontakten 4; 6 bzw. 5; 7 gehen. Die Drucksensoren sind in diesem Beispiel in Höhe der Haupf- und Vorkontakte mit 11; 12 dargestellt und der Übersicht wegen auf der rechten Seite nicht gezeichnet. Mit den Drucksensoren sind die Eingänge der optoelektronischen Wandler 13; 14 verbunden. Von dort aus gehen die vorhandenen Lichtleitkabel zu dem Ausgang des optoelektronischen Wandlers 15 auf Erdpotential. Der gesamte Lastumschalter einschließlich der Überwachungseinrichtung, befindet sich im Lastumschaltergefäß 16. Erfolgt nun die Umschaltung des Lastumschalters von links nach rechts, so schalten unter Lichtbogenbildung die Kontakte 4 und 6 ab und 5 und 7 ein. Der dabei entstehende Druckanstieg wird durch die Drucksensoren 11; 12 erfaßt und an die optoelektronischen Wandler 13; 14 weitergeleitet, dort in Lichtsignale umgewandelt und auf Erdpotential geleitet. Im Ausgang des optoelektronischen Wandlers 15 werden die Lichtsignale rückgewandelt und die nun wieder vorhandenen elektrischen Impulse an einen Überwachungscomputer mit Grenzwertauslösung weitergeleitet. Als Hilfsspannungsquellen für die optoelektronischen Wandler werden Potentialabgriffe an den Zuleitungen zu den Umschaltimpedanzen 9 oder 10 verwendet.

Es ist zweckmäßig, als Drucksensoren stark richtungsabhängige Bauteile zu verwenden, um die gegenseitige Beeinflussung der zeitlich nacheinander ablaufenden Abschaltungen der Haupt- und Vorkontakte hinreichend trennen zu können. Mit dieser Anordnung können die Lichtbogen der Umschaltung einzeln und getrennt überwacht werden. In Fig.2 ist der Lastumschalter 1 in einem eng bemessenen Lastumschaltergefäß 16 angeordnet.

Innerhalb dieses Druckgefäßes ist der Drucksensor 17 mit dem außen angebrachten Optowandlereingang 13 verbunden. Von diesem gehen dann die in Lichtsignale gewandelten Druckimpulse über Lichtleitkabel auf Erdpotential entsprechend Fig. 1 aus. Mit dieser Variante können unzulässig hohe Druckwellen übertragen werden, ohne jedoch dabei die mögliche Fehlerstelle bereits auswerten zu können, wie dies in der Anordnung nach Fig. 1 möglich ist.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Überwachung von Lastumschalter von Stufenschalter für Transformatoren und Drosselspulen, wobei der Lastumschalter mit den zugehörigen Umschaltimpedanzen in einem separaten öldichten Gefäß untergebracht ist, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrischen Signale der in unmittelbarer Nähe der lichtbogenschaltenden Kontakte des Lastumschalters von elektrisch isoliert gegen die offene Schalterseite und gegen benachbarte Phasen angeordneten Drucksensoren erfaßt und optoelektronischen Wandlern zugeführt werden, wobei die Ansteuerungsspannung für den Hauptkontakt zwischen Dauerstromkontakt und Hauptkontakt und die für den Vorkontakt zwischen Hauptkontakt und Vorkontakt am Strompfad der Umschaltimpedanzen entnommen wird; daß dann in optoelektronischen Wandlern (13; 14) die elektrischen Signale in Lichtsignale umgewandelt und über Lichtleitkabel zum Eingang des optoelektronischen Wandlers (15) auf Erdpotential geleitet und dort in einer geeigneten elektronischen Speichereinrichtung mit Nenngrenzwerten verglichen werden und bei Sollwertüberschreitung die Abschaltung des Transformators veranlassen.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ansteuerspannung aus dem Potential zwischen den Dauerstrom- und den Hauptschaltkontakten entnommen wird.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sowohl für die Hauptkontakt- als auch für die Vorkontaktschaltung der gleiche Drucksensor verwendet wird, so daß je Lastumschalter zwei Drucksensoren und zwei optoelektronische Wandler zur Anwendung kommen.
4. 4. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die einzelnen Phasen des Lastumschalters mechanisch gekapselt und jeweils statt mit Drucksensoren je Schaltkontakt oder Schalterseite nur mit einem Sensor je Schalter ausgestattet werden.