DD246405A1 - Verfahren zur ueberwachung von umschaltimpedanzen fuer lastumschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ueberwachung von Umschaltimpedanzen fuer Lastumschalter in Stufenschalter von Transformatoren. Ziel und Aufgabe bestehen darin, mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens die Funktionstuechtigkeit der Umschaltimpedanzen von Lastwaehlern zu ueberwachen, um Unregelmaessigkeiten oder Defekte, die zu Stufenkurzschluessen und damit zur Zerstoerung der Umschalteinrichtung bzw. einzelner Teile des Transformators fuehren koennen, zu erkennen und Massnahmen auszuloesen, die ein weiteres Schalten des Stufenschalters verhindern. Das wird dadurch erreicht, dass im nur kurzzeitig waehrend der Umschaltung eingeschalteten Stromkreis der Umschaltimpedanzen bzw. in den Umschaltimpedanzen selbst Spannungspotentiale abgegriffen und der Eingangsseite eines optoelektronischen Wandlers zugefuehrt werden, wo die elektrischen Signale in Lichtsignale umgewandelt und ueber Lichtleitkabel der auf Erdpotential angeordneten Ausgangsseite zugeleitet, wieder in elektrische Signale umgewandelt und zur vergleichenden Bewertung mit Sollwertgebern herangezogen werden. Figur

Description

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im nur kurzzeitig während der Umschaltung eingeschalteten Stromkreis der Umschaltimpedanzen bzw. in den Umschaltimpedanzen selbst Spannungspotentiale abgegriffen und der Eingangsseite eines auf Isolationsabstände sowohl zur offenen Schaltstrecke einer Phase als auch zwischen den Phasen montierten optoelektronischen Wandlers zugeführt werden. Hier werden die elektrischen Signale in Lichtsignale umgewandelt und über potentialtrennende Lichtleitkabel derauf Erdpotential angeordneten Ausgangsseite des optoelektronischen Wandlers zugeleitet, wo sie wieder in elektrische Signale umgewandelt und zur vergleichenden Bewertung mit Sollwertgebern für ordnungsgemäße Schaltungen oder als Warn- bzw. Abschaltsignal herangezogen werden. Hierbei kann das Ansteuerpotential der optoelektronischen Wandler in seinem Wert proportional der Stromflußhöhe in der Umschaltimpedanz gewählt werden. Treten Defekte in einer Umschaltimpedanz auf, z. B. in Form von Kurzschlüssen in einer Widerstandseinheit, so steigt proportional der Ausgleichstrom im Widerstand an, was zu einer vergrößerten Ansteuerungsspannung für den optoelektronischen Wandler führt. Steigt die Stromgröße in den Grenzbereich der Belastbarkeit der Umschaltimpedanz, so wird dies direkt über den optoelektronischen Wandler erfaßt. Neben der Überwachung der Stromflußhöhe mittels optoelektronischer Wandler ist es auch möglich, die Stromflußzeit in den Impedanzen zu vergleichen mit den vorgegebenen Werten des Stufenschalterherstellers. Damit lassen sich direkt der Zustand der Schaltmechanik und der Kontaktbrand ermitteln, da die Meßsignale nur in der Stromflußzeit in der Umschaltimpedanz, also während der im 60-ms-Bereich ablaufenden Lastumschaltung, anstehen. Die optoelektronischen Wandler können auch anstelle der an den Umschaltimpedanzen abgegriffenen Spannungspotentiale mit einer dem Erwärmungszustand der Impedanz äquivalenten Thermospannung angesteuert werden, da die Erwärmung des Leiterwerkstoffes proportional dem Stromfluß ist.

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt ein hermetisch abgeschlossenes Lastumschaltergefäß 1 mit dem Lastumschalter 2. Die Umschalthauptkontakte 3; 4 sind durch Zuleitungen 5; 6, die durch die Wandung des Lastumschaltergefäßes hindurch geführt sind, über einen in der Abbildung nicht näherbezeichneten Wähler mit der Stufenspule verbunden. Mit den Bezugszahlen 7; 8 sind die Vorderkante des Lastumschalters 2 bezeichnet. In den Zuleitungen 9; 10 sowie 11; 12zu den Umschaltimpedanzen 13; 14eine Phase,z.B. eines dreiphasigen Stufenschalters, sind Potentialklemmen 15; 16 angeordnet, deren Zuleitungen zu den Eingängen der optoelektronischen Wandler 17; 18führen. Dort werden die elektrischen Signale umgewandelt und über die Lichtleitkabel 19; 20 zum Ausgang bzw. zum Rückwandler 21 im Stufenschalterkopf geführt. Von hier aus können die elektrischen Signale direkt oder über Verstärker zur Vergleichsanalyse in einen zentralen Überwachungscomputerfür den Transformator bzw. zu einer Ausschalteinrichtung geleitet werden. Es ist zweckmäßig, die optoelektronische Rückwandlung der Signale erst in der Schaltwarte vorzunehmen, weil damit Störimpulse, die vom Transformator ausgehen, ausgeschlossen werden können.

Solange der Schalthebel 22 den Lastumschalter 2 in einer nach links geschlossenen Schaltstellung hält, sind die optoelektronischen Wandler 17; 18 nicht angesteuert, da der Stromfluß ausschließlich über den Umschalthauptkontakt 4 geleitet wird.

Erst wenn der Lastumschalter 2 durch den Schalthebel 22 nach rechts umgeschaltet wird und die Kontakte in der Reihenfolge 8 dann 7 und 8 und 7 und zuletzt 7 und 3 eingeschaltet sind, fließt derTransformatorenstrom über die Umschaltimpedanzen 13; 14, wodurch dann die Ansteuerung der Meßtechnik erfolgt. Anstatt der stromäquivalenten Potentialabgriffe können auch Thermospannungen direkt an den Umschaltimpedanzen 13; 14abgegriffen werden, wobei als BezugspunktdieTemperaturdes Lastumschalteröles herangezogen wird. Es ist auch zu beachten, daß die optoelektronischen Wandler 17; 18 unterhalb der Potentialstrahlungsringe aber auch zur jeweils gegenüberliegenden Schalterseite sowie gegen andere Phasen isoliert angeordnet sein müssen. Tritt während der Umschaltung ein Teildefekt in der Umschaltimpedanz auf, kommt es zu einem Ansteigen des Stromflusses und damit zu vergrößerten Eingangssignalen im optoelektronischen Wandler. Bei defekter Schaltmechanik verlängert sich die Stromflußzeit in der Umschaltimpedanz, so daß dann eine Sollwertschranke des normal funktionierenden Lastumschalters überschritten wird. Sind die Umschalthauptkontakte 3; 4 oder die Vorkontakte 7; 8 abgebrannt, dann erhöht sich ebenfalls die Umschaltzeit über einen Sollwert. Auch in diesen Fällen liefert die Überwachungseinrichtung auswertbare Meßdaten.

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Überwachung von Umschaltimpedanzen für Lastumschalter in Stufenschalter von Transformatoren und Drosselspulen, gekennzeichnet dadurch, daß im nur kurzzeitig während der Umschaltung eingeschalteten Stromkreis der Umschaltimpedanzen bzw. in den Umschaltimpedanzen selbst Spannungspotentiale zur Ansteuerung optoelektronischer Wandler abgegriffen werden, daß dann die Werte der Spannungspoteniale dem auf Isolationsabstände sowohl zur offenen Schaltstrecke einer Phase als auch zwischen den Phasen montierten Eingang eines optoelektronischen Wandlers zugeführt, dort in ein Lichtsignal umgewandelt und über ein Lichtleitkabel der auf Erdpotential angeordneten Ausgangsseite des optoelektronischen Wandlers zugeleitet werden; und daß anschließend das Lichtsignal wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt und zur vergleichenden Bewertung mit Sollwertgebern für intakte Umschaltungen oder als Warnungs- bzw. Abschaltsignal herangezogen wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die optoelektronischen Wandler anstelle der an den Umschaltimpedanzen abgegriffenen Spannungspotentiale mittels einerThermospannung, die dem Erwärmungszustand der Umschaltimpedanz proportional ist, angesteuert werden, wobei zur Erreichung des Temperaturpotentials für die Ansteuerspannung die Wärme des Isolieröles im Lastumschaltergefäß verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangssignale in geeigneter Form verstärkt auf eine Sollwertüberwachungseinrichtung und/oder direkt zur Warn- bzw. Abschalttechnik des betreffenden Transformators weitergeleitet werden. —
4. 4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Sollwertüberwachung auf die Stromflußhöhe und/oder -dauer in den Umschaltimpedanzenabgestimmtwird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung von Umschaltimpedanzen für Lastumschalter in Stufenschalter von Transformatoren und Drosselspulen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Es ist allgemein bekannt. Stufenschalter oder Lastwähler anzuwenden, deren Schaltprinzip der Umschaltung verschiedener _ Wicklungsanzapfungen unter Belastung oder auch im Leerlauf des Transformators darin besteht, kurzzeitig Umschaltimpedanzen, z. B. in Form von ohmschen Widerständen, durch sogenannte Vorkontakte der Lastumschalter ein- und auszuschalten. Die Stufenschalterbaugruppe—Lastumschalterund Umschaltimpedanz—ist stets im gesonderten Ölgefäß in oder am Transformator angeordnet, um das durch Lichtbogeneinwirkung allmählich verschmutzende Isolieröl vom sauberen Isolieröl des Transformators hermetisch zu trennen. Die einwandfreie Funktion der Lastumschaltung derartiger Lastumschalter mit Umschaltimpedanzen ist nur gewährleistet, wenn die Umschaltimpedanzen in Abhängigkeit von der Schaltmechanik und dem gewählten Kontaktprinzip, wie z. B. „Fahnenschaltung oder Wimpelschaltung", kurzzeitig den Transformatorlaststrom einschließlich einem durch das Schaltprinzip und der Größe der Umschaltimpedanzen vorgegebenen sogenannten Ausgleichstrom fehlerfrei leiten können. Sind Defekte in den Umschaltimpedanzen, z.B.Unterbrechungen in der Strombahn vorhanden, so führtdies bei der Umschaltung entweder auf Grund von Isolationsüberschlägen zu Phasenkurzschlüssen oderzu unzulässig langen Lichtbogenbrennzeiten an den Kontakten der Lastumschalter. In beiden Fällen ist die Möglichkeit von Stufenkurzschlüssen gegeben, in deren Folge sowohl der Stufenschalter wie auch Teile des Transformators zerstört werden können und auch vielfach wurden. Da die Umschaltimpedanzen nur kurzzeitig im Stromkreis eingeschaltet werden und sich außerden auf Spannungspotential in Nähe der Lastumschalter befinden, ist eine häufige Kontrolle und Überprüfung des Zustandes dieser Baugruppe nicht ohne größeren Aufwand möglich. Es ist daher bekannt, die Betriebsrüchtigkeitvon Stufenschaltern durch die Messung der Temperatur des Lastumschalteröles auf Erdpotential über dafür am Stufenschalterkopf vorgesehene Anschlüsse mittels Thermostat oder Temperaturfühler zu überwachen. Hierbei ist jedoch der Nachteil zu verzeichnen, daß zwischen Einschaltung der Umschaltimpedanz und deren Erwärmung durch den Stromfluß sowie der Wärmeleitung vom Widerstand über das Isolieröl des Lastumschalters zum Temperaturfühler der Meßeinrichtung auf Erdpotential eine erhebliche Zeitdifferenz auftritt, die ein kurzzeitiges Reagieren auf Unregelmäßigkeiten verhindert. Direkte Messungen des Stromes oder des Spannungsabfalls an den Umschaltimpedanzen sind aus Gründen der Potentialtrennung zwischen Impedanz und Meßgröße nicht möglich, da hierfür der Bauraum im Stufenschalter nicht ausreicht.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist die Gewährleistung der Betriebssicherheit von Stufenschaltern beim Umschalten einzelner Wicklungsteile von Transformatoren und Drosselspulen.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens die Funktionstüchtigkeit der Umschaltimpedanzen von Lastwählern zu überwachen, um Unregelmäßigkeiten oder Defekte, die zu Stufenkurzschlüssen und damit zur Zerstörung der Umschalteinrichtung bzw. einzelner Teile des Transformators führen können, zu erkennen und Maßnahmen auszulösen, die ein weiteres Schalten des Stufenschalters verhindern.