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Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur Spannungsregelung eines Stufentransformators, insbesondere für einen Stufentransformator der mindestens eine zu regelnde Phase aufweist die eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung aufweist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stufentransformator zur Spannungsregelung.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung in einem Stufentransformator zur Spannungsregelung.
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Im Bereich der Energieversorgung werden unterschiedliche Arten von Transformatoren verwendet. Neben den weit verbreiteten, in Öl angeordneten, Transformatoren gibt es auch Trockentransformatoren. Die isolierende und kühlende Funktion des Öles müssen bei Trockentransformatoren ein Harz und die umgebende Luft übernehmen. Da das Öl diese Funktionen um ein Vielfaches besser erfüllt, sind die Leistungsspektren der unterschiedlichen Transformatortypen entsprechend unterschiedlich.
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In der heutigen Zeit wandern große Menschenmengen in Innenstädte und siedeln sich dort an. Somit muss die Energieversorgung dementsprechend an diese Entwicklung angepasst werden. Bei mit Öl gefüllten Transformatoren besteht stets die Gefahr eines Transformatorbrandes, welcher verheerende Folgen in einem dicht besiedelten Gebiet hätte. Aus diesem Grund besteht ein reges Interesse an der Entwicklung von unterschiedlichen Trockentransformatoren und den dazu gehörenden Regelungseinrichtungen.
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US 3 614 597 A offenbart einen Laststufenschalter zum Regeln von Transformatoren. Der Laststufenschalter ist als Lastwähler ausgebildet und weist acht im Kreis angeordnete Festkontakte auf, die über drei drehbare Schaltkontakte mit einem Sternpunkt elektrisch leitend verbunden werden. Die Vorwahl auf den neuen, zu beschaltenden benachbarten Festkontakt und die Umschaltung auf diesen erfolgt in einem einzigen Schaltschritt unter Last. Die Festkontakte sind mit den Anzapfungen der Regelwicklung elektrisch leitend verbunden. Das Ende der Regelwicklung ist mit einer Schiene elektrisch leitend verbunden, an der ein drehbar gelagerter Schaltkontakt elektrisch leitend angeordnet ist. Der Schaltkontakt stellt durch Drehung eine elektrisch leitende Verbindung zwischen drei weiteren Festkontakten und der Schiene her. Diese Festkontakte sind zusätzlich elektrisch leitend mit den Anzapfungen zweier Grobstufenwicklungen der Stammwicklung verbunden. Somit besteht der Stufenschalter aus zwei Teilen, nämlich dem Lastwähler zum Beschalten der Stufen 4–10 der Regelwicklung und einem Grobstufenschalter zum Beschalten der Grobstufenwicklungen der Stammwicklung. Während des Betriebes werden wahlweise zu bzw. von der Stammwicklung Grobstufenwicklungen und/oder Stufen 4–10 der Regelwicklung zu- bzw. abgeschaltet.
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EP 2 541 572 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Stufenschalters. Der Stufenschalter umfasst einen Lastumschalter mit zwei parallelen Lastzweigen. Jeder Lastzweig weist eine erste und eine zweite in Reihe geschaltete Vakuumschaltröhre auf und einen Widerstand, der parallel zur zweiten Vakuumschaltröhre geschaltet ist. Weiterhin sind ein Stromsensor zur Erfassung eines durch zumindest einen der beiden Lastzweige fließenden Stromes sowie ein Fehlersensor zur Ausgabe eines Fehlersignals als Mittel zur Überwachung und Fehlerdetektion im Laststufenschalter vorgesehen.
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US 5 523 674 A beschreibt einen einpoligen Stufenschalter mit linearer Kontaktbetätigung für einen Stufentransformator. Die festen Stufenkontakte bestehen aus zwei Kontaktteilen, die sich längs einer Bahn in das das Innere des Schalters erstrecken. Der Schaltmechanismus besteht aus einem direkt von einer Antriebswelle kontinuierlich betätigbaren Aufzugsschlitten, der den neuen Stufenkontakt vorwählt, und einem durch den Aufzugsschlitten mittels eines Federenergiespeichers aufziehbarem Abtriebsteil, das nach Auslösung sprungartig dem Aufzugsschlitten nachläuft und dabei die eigentliche Lastumschaltung von der bisherigen Anzapfung der Stufenwicklung auf die vorgewählte neue Anzapfung vollzieht.
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DE 10 2012 104 378 A1 offenbart eine Anordnung von Vakuumschaltröhren im Lastumschalter eines Laststufenschalters sowie die Betätigung der Vakuumschaltröhren mittels einer Nockensteuerung. Dabei sind pro Phase vier Vakuumschaltröhren vorgesehen. Diese sind in zwei erste, als Widerstandskontakt wirkende Vakuumschaltröhren, und zwei zweite, als Hauptkontakt wirkende Vakuumschaltröhren gegliedert, wobei jeweils eine erste und eine zweite Vakuumschaltröhre jeder Phase parallel geschaltet sind und jeweils einen ersten und einen zweiten Lastzweig bilden.
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DE 10 2012 105 152 A1 beschreibt einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators. Dabei werden sowohl die Wählerkontakteinheit als auch die Schaltmittel zur unterbrechungslosen Lastumschaltung mittels einer Gewindespindel, die durch einen Antriebsmotor bewegt wird, ohne Zwischenschaltung eines Energiespeichers gemeinsamt betätigt.
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Aus der
EP 0 213 461 B1 ist schließlich ein Stufentransformator bekannt, bei dem jede Phase aus zwei Wicklungen besteht. Diese Wicklungen weisen jeweils zwei miteinander gekoppelte Bereiche mit Anzapfungen auf. Ein Lastwähler, ein sog. integrierter Laststufenschalter, ist derart mit den Anzapfungen verbunden, dass dieser zunächst die Anzapfungen der einen und danach die der anderen Wicklung zuschaltet. Dies gilt ebenso für das Abschalten der Anzapfungen. Die Umschaltung von einer Anzapfung zu einer nächsten Anzapfung erfolgt in einem Schritt. Die eigentliche Umschaltung wird über ein Kontaktsystem mit drei Kontakten und zwei Überschaltwiderständen durchgeführt. Diese Ausführungsform weist folgende Nachteile auf:
- – Es werden zunächst alle Anzapfungen des einen Wicklungsteils ein- oder ausgeschaltet und danach die des anderen Wicklungsteils. Dies bewirkt ein unerwünschtes magnetisches Ungleichgewicht des Transformators.
- – Beim Bewegen über die Mittelstellung tritt an Ableitkontakten und Schleifkontakten Abbrand durch Kommutieren des Laststroms auf.
- – Der Schaltschritt beim Schalten über die Mittelstellung bewirkt keine Spannungsänderung am Transformator.
- – Zwischen Stufenkontakten und Ableitkontakten tritt teilweise die volle Regelbereichs-Spannung des Transformators auf. Dies bedeutet, dass bei hohen Spannungen große Abstände erforderlich sind.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Laststufenschalter zur Spannungsregelung bereit zu stellen, der die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und bei höheren Spannungen verwendet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Laststufenschalter zur Spannungsregelung eines Stufentransformators nach Anspruch 1 gelöst.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stufentransformator zur Spannungsregelung bereit zu stellen, der sicher und zuverlässig ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Stufentransformator mit Spannungsregelung gemäß Anspruch 9 gelöst.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung in einem Stufentransformator zur Spannungsregelung bereit zu stellen, mit dem ein sicherer Betrieb des Stufentransformators gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst.
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Der gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagene Laststufenschalter dient zur Spannungsregelung eines Stufentransformators. Der Stufentransformator weist mindestens eine zu regelnde Phase auf, die eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung besitzt. Die erste Wicklung besitzt jeweils eine Regelwicklung mit einer ersten Gruppe von Wicklungsanzapfungen, die mit geradzahligen Nummern durchnummeriert sind, und die zweite Wicklung besitzt eine Regelwicklung mit einer zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen, die mit ungeradzahligen Nummern durchnummeriert sind. Ferner ist jeweils eine Stammwicklung vorgesehen, wobei die erste Wicklung und die zweite Wicklung mit den Regelwicklungen der ersten und der zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen induktiv gekoppelt sind. Der Laststufenschalter hat einen Wähler, der derart ausgestaltet ist, dass abwechselnd ein leistungsloses Vorwählen der zu beschaltenden ersten Gruppe oder zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen möglich ist.
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Der Wähler weist einen ersten Wählerteil für die Regelwicklung mit den Wicklungsanzapfungen der ersten Gruppe und einen zweiten Wählerteil für die Regelwicklung mit den Wicklungsanzapfungen der zweiten Gruppe zum leistungslosen Vorwählen der zu beschaltenden Wicklungsanzapfungen auf. Zur Durchführung der Umschaltung ist ein Lastumschalter zwischen der ersten bzw. der zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen vorgesehen, der zwischen den durch den Wähler lastlos vorgewählten Regelwicklungen umschaltet.
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Der erste Wählerteil hat jeweils zwei Wählerarme und der zweite Wählerteil hat jeweils zwei Wählerarme für die Wicklungsanzapfungen einer Regelwicklung ausgebildet. Der erste Wählerteil mit der ersten Gruppe von Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung der ersten Wicklung ist über Stufenkontakte elektrisch leitend verbunden. Der zweite Wählerteil mit der zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung der zweiten Wicklung ist über Stufenkontakte elektrisch leitend verbunden. Jeder Wählerarm des ersten oder zweiten Wählerteils ist mit jeweils einer Ableitschiene elektrisch leitend mit jeweils einem Stufenkontakt der entsprechenden Regelwicklung verbunden. Jede Ableitschiene ist mit dem Lastumschalter elektrisch leitend verbunden. Jedem Wählerarm ist zur linearen Bewegung eine Spindel, ein Riemen oder eine Kette zugeordnet.
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Der Lastumschalter weist eine erste Schaltseite und eine zweite Schaltseite auf, wobei die erste Schaltseite die erste Ableitschiene des ersten Wählerteils und die zweite Ableitschiene des zweiten Wählerteils trennt bzw. verbindet. Ebenso trennt bzw. verbindet die zweite Schaltseite die zweite Ableitschiene des ersten Wählerteils und die erste Ableitschiene des zweiten Wählerteils.
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Bei einer Ausführungsform des Laststufenschalters weist jede Schaltseite mindestens einen mechanischen Schalter, zwei Vakuumschaltröhren und einen Widerstand auf. Der mechanische Schalter ist in Reihe zu einem ersten Schaltzweig mit einer Vakuumschaltröhre und einem parallelen zweiten Zweig mit einer Vakuumschaltröhre und einem dazu in Reihe geschalteten Widerstand geschaltet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Laststufenschalters weist jede Schaltseite mindestens einen mechanischen Schalter, zwei Vakuumschaltröhren und einen Widerstand auf. Der erste Schaltzweig ist parallel zum zweiten Schaltzweig geschaltet, wobei der erste Schaltzweig einen in Reihe geschalteten mechanischen Schalter und eine Vakuumschaltröhre und der zweite Schaltzweig einen in Reihe geschalteten mechanischen Schalter, eine Vakuumschaltröhre und einen Widerstand aufweist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Laststufenschalters weist jede Schaltseite mindestens einen mechanischen Schalter, zwei Vakuumschaltröhren und einen Widerstand auf. Der mechanische Schalter ist in Reihe mit einer Vakuumschaltröhre geschaltet und ist in Reihe zu einem ersten Schaltzweig mit einem Widerstand und einem zweiten Schaltzweig mit einer Vakuumschaltröhre geschaltet, wobei der erste und der zweite Schaltzweig parallel geschaltet sind.
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Jede Schaltseite weist einen Dauerhauptkontakt auf und der Dauerhauptkontakt ist parallel zum ersten und zweiten Schaltzweig geschaltet. Ferner hat jede Schaltseite einen Dauerhauptkontakt, wobei der Dauerhauptkontakt unmittelbar die erste und die zweite Ableitschiene miteinander leitend verbindet.
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Der gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung vorgeschlagene Stufentransformator zur Spannungsregelung umfasst mindestens eine zu regelnde Phase, die eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung aufweist. Die erste Wicklung weist eine Regelwicklung mit einer ersten Gruppe von Wicklungsanzapfungen, die mit geradzahligen Nummern durchnummeriert sind, und eine Stammwicklung auf. Die zweite Wicklung weist eine Regelwicklung mit einer zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen, die mit ungeradzahligen Nummern durchnummeriert sind, und eine Stammwicklung auf. Die erste Wicklung und die zweite Wicklung sind mit den Regelwicklungen der ersten und der zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen induktiv gekoppelt. Ein Laststufenschalter besitzt einen Wähler, der derart ausgebildet ist, dass er abwechselnd die Wicklungsanzapfungen der ersten Gruppe und die Wicklungsanzapfungen der zweiten Gruppe leistungslos vorwählen kann. Der Wähler weist einen ersten Wählerteil für die erste Regelwicklung, der derart ausgebildet ist, dass er die zu beschaltenden Wicklungsanzapfungen der ersten Gruppe leistungslos vorwählen kann, und einen zweiten Wählerteil für die zweite Regelwicklung auf, der derart ausgebildet ist, dass er die zu beschaltenden Wicklungsanzapfungen der zweiten Gruppe leistungslos vorwählen kann.
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Der erste Wählerteil und der zweite Wählerteil haben jeweils zwei Wählerarme für die Wicklungsanzapfungen einer jeden Regelwicklung. Jeder Wählerarm des ersten oder zweiten Wählerteils ist mit jeweils einer Ableitschiene elektrisch leitend mit jeweils einem Stufenkontakt der entsprechenden Regelwicklung verbunden. Jede Ableitschiene ist mit dem Laststufenschalter elektrisch leitend verbunden.
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Ein Getriebe ist mit einem Motorantrieb versehen, um eine Betätigung des ersten Wählerteils und des zweiten Wählerteils zu bewirken. Jeder Laststufenschalter einer jeden Phase ist mit einem gemeinsamen Motorantrieb verbunden. Der Stufentransformator ist als Trockentransformator ausgebildet.
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Die Erfindung schlägt gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Durchführung einer Umschaltung in einem Stufentransformator zur Spannungsregelung vor, wobei
- – der Stufentransformator eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung aufweist;
- – die erste Wicklung eine Regelwicklung mit einer ersten Gruppe von Wicklungsanzapfungen aufweist, die mit geradzahligen Nummern durchnummeriert sind;
- – die zweite Wicklung eine Regelwicklung mit einer zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen aufweist, die mit ungeradzahligen Nummern durchnummeriert sind;
- – eine zu beschaltende Wicklungsanzapfung der ersten oder der zweiten Gruppe lastlos vorgewählt wird;
- – auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung mittels eines einzigen Lastumschalters umgeschaltet wird.
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Die Wicklungsanzapfungen der ersten Gruppe und die Wicklungsanzapfungen der zweiten Gruppe einer Regelwicklung werden abwechselnd vorgewählt und beschaltet.
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Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
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2a–2g einen Ablauf der Umschaltung im erfindungsgemäßen Stufentransformator zur Spannungsregelung;
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3 eine Ausführungsform eines Lastumschalters, der beim erfindungsgemäßen Stufentransformator Verwendung findet;
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4 einen Schaltablauf des in 3 dargestellten Lastumschalters;
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5–7 weitere Ausführungsformen eines Lastumschalters, der beim erfindungsgemäßen Stufentransformator Verwendung findet;
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8 eine konstruktive Gestaltung eines Stufentransformators mit drei erfindungsgemäßen Laststufenschaltern; und
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9 eine Detailansicht eines Wählers des erfindungsgemäßen Laststufenschalters.
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Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform. Zu sehen ist, eine Phase 16 eines Stufentransformators 15 mit einem Laststufenschalter 10. Der Stufentransformator 15 weist üblicherweise drei Phasen 16 auf, wobei hier nur eine Phase abgebildet ist. Jede Phase 16 besteht aus einer ersten Wicklung 20 und einer zweiten Wicklung 30, die induktiv miteinander gekoppelt sind. Die erste Wicklung 20 besteht aus einer Regelwicklung 21 und einer Stammwicklung 22. Die Regelwicklung 21 weist eine erste Gruppe von Wicklungsanzapfungen 23 auf, die mit geradzahligen Nummern 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 durchnummeriert sind. Die zweite Wicklung 30 weist ebenfalls eine Regelwicklung 31 und eine Stammwicklung 32 auf. Die Regelwicklung 31 der zweiten Wicklung 30 weist eine zweite Gruppe von Wicklungsanzapfungen 33 auf, die mit ungeradzahligen Nummern 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 durchnummeriert sind.
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Der Laststufenschalter 10 weist einen Wähler 40 und einen Lastumschalter 60 auf. Der Wähler 40 besteht aus einem ersten Wählerteil 41 und einem zweiten Wählerteil 46, die beide linear aufgebaut sind. Die beiden Wählerteile 41, 46 müssen nicht notwendigerweise linear, sondern können beispielsweise auch kreisförmig, auf mehrere Ebenen aufgeteilt angeordnet sein. Der erste Wählerteil 41 weist Stufenkontakte 44 auf, die mit der ersten Gruppe von Wicklungsanzapfungen 23 der Regelwicklung 21 der ersten Wicklung 20 elektrisch leitend verbunden sind. Der zweite Wählerteil 46 weist Stufenkontakte 49 auf, die mit der zweiten Gruppe von Wicklungsanzapfungen 33 der Regelwicklung 31 der zweiten Wicklung 30 elektrisch leitend verbunden sind.
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Weiterhin weist der erste Wählerteil 41 eine erste Ableitschiene 51 und eine zweite Ableitschiene 52 auf. Der zweite Wählerteil 46 weist ebenfalls eine erste Ableitschiene 53 und eine zweite Ableitschiene 54 auf. Zwischen jeder Ableitschiene 51, 52, 53, 54 und den Stufenkontakten 44, 49 ist jeweils ein Wählerarm 42, 43, 47, 48 angeordnet, der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen einer Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 bzw. einer Wicklungsanzapfung der zweiten Gruppe 33 und einer zugeordneten Ableitschiene 51, 52, 53, 54 herstellt. Die Ableitschienen 51, 52, 53, 54 sind außerdem elektrisch leitend mit einem Lastumschalter 60 verbunden.
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Der Lastumschalter 60 besteht aus einer ersten und einer zweiten Schaltseite 60A, 60B die entweder geöffnet oder geschlossen sein können, also einen Strom I führen oder unterbrechen. Diese Zustände werden in dieser Ansicht durch einfache, einzelne Schaltersymbole dargestellt, können jedoch aus mehreren parallel und in Reihe geschalteten Schaltmitteln aufgebaut sein.
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In der in 1 gezeigten Stellung sind einzelne Stufenkontakte 44, 49 des ersten und des zweiten Wählerteils 41, 46 und damit auch die erste und die zweite Wicklung 20, 30 miteinander leitend verbunden. Dabei ist ein Stufenkontakt 44 Nummer 6 über den zweiten Wählerarm 43 mit der zweiten Ableitschiene 52 des ersten Wählerteils 41 verbunden. Da die zweite Schaltseite 60B geschlossen ist, ist die zweite Ableitschiene 52 des ersten Wählerteils 41 mit der ersten Ableitschiene 53 des zweiten Wählerteils 46 verbunden. Hier besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Ableitschiene 53 und dem Stufenkontakt 49 der Nummer 5 über den ersten Wählerarm 47. Da die erste Schaltseite 60A geöffnet ist, sind die erste Ableitschiene 51 des ersten Wählerteils 41 und die zweite Ableitschiene 54 des zweiten Wählerteils 46 voneinander getrennt.
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In den 2a–2g ist der Ablauf einer Umschaltung in einem Stufentransformator zur Spannungsregelung gezeigt.
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In der in 2a abgebildeten Ausführungsform ist dargestellt, dass der Strom von der Stammwicklung 22 der ersten Wicklung 20 bis zur Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 mit der geradzahligen Nummer 6 der Regelwicklung 21 zum Stufenkontakt 44 mit der Nummer 6 des ersten Wählerteils 41 fließt. Da die zweite Schaltseite 60B leitend ist, fließt der Strom von dem Stufenkontakt 44 mit der Nummer 6 über den zweiten Wählerarm 43 zur zweiten Ableitschiene 52 und somit zur zweiten Schaltseite 60B. Im Anschluss verbindet die zweite Schaltseite 60B die zweite Ableitschiene 52 des ersten Wählerteils 41 die erste Ableitschiene 53 des zweiten Wählerteils 46 über dessen Wählerarm 47 mit dem Stufenkontakt 49 mit der Nummer 5. Der Stufenkontakt 49 ist mit der Wicklungsanzapfung der zweiten Gruppe 33 mit der ungeradzahligen Nummer 5 der zweiten Wicklung 30 verbunden.
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Um eine Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 der ersten Wicklung 20 zuschalten zu können, wird zunächst der erste Wählerarm 42 des ersten Wählerteils 41 an den nächsten zu beschaltenden Stufenkontakt 44 mit der Nummer 4 des ersten Wählerteils 41 leistungslos gefahren und der zweite Wählerarm 48 des zweiten Wählerteils 46 an den bereits vom ersten Wählerarm 47 des zweiten Wählerteils 46 kontaktierten Stufenkontakts 49 mit der Nummer 5. Durch eine geeignete Betätigungssequenz (2b) der Schaltmittel des Lastumschalters 60 wird nun die Schaltseite 60A geschlossen und die Schaltseite 60B geöffnet. Die genauen Ausgestaltungen möglicher Lastumschalter 60 sowie deren Betätigungssequenzen werden anhand der 3 und 5–7 erläutert. Damit wird eine leitende Verbindung von der Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 mit der geradzahligen Nummer 4 über den Stufenkontakt 44 mit der Nummer 4 des ersten Wählerteils 41, den ersten Wählerarm 42, die erste Ableitschiene 51, die erste Schaltseite 60A die zweite Ableitschiene 54 des zweiten Wählerteils 46, den zweiten Wählerarm 48 und den Stufenkontakt 49 mit der Nummer 5, der mit der Wicklungsanzapfung der zweiten Gruppe 33 mit der ungeradzahligen Nummer 5 verbunden ist, wie in 2c abgebildet ist.
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Soll nun eine weitere Wicklungsanzapfung zugeschaltet werden, 2d, wird hierfür eine Wicklungsanzapfung der zweiten Gruppe 33 der Regelwicklung 31 verwendet. Hierfür fährt der zweite Wählerarm 43 des ersten Wählerteils 41 den bereits vom ersten Wählerarm 42 vorgewählten Stufenkontakt 44 mit der Nummer 4 an, der mit den Wicklungsanzapfungen der ersten Gruppe 23 verbunden ist. Außerdem fährt der erste Wählerarm 47 des zweiten Wählerteils 46 den nächsten zu beschaltenden Stufenkontakt 49 mit der Nummer 3 an. Im Anschluss wird durch geeignete Betätigung der Schaltmittel des Lastumschalters 60 die zweite Schaltseite 60B geschlossen und die erste Schaltseite 60A geöffnet. Dadurch wird, wie in 2e zu sehen ist, eine Wicklungsanzapfung der zweiten Gruppe 33 zugeschaltet und die erste Wicklung 20 und die zweite Wicklung 30 über die zweite Schaltseite 60B miteinander verbunden.
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Beim nächsten Zuschalten einer Wicklungsanzapfung wird wieder auf eine Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 zurückgegriffen, wie in 2f abgebildet ist. Hierbei wählt der erste Wählerarm 42 des ersten Wählerteils 41 den nächsten Stufenkontakt 44 an, der mit der Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 der Regelwicklung 21 der ersten Wicklung 20 verbunden ist. Außerdem wählt der zweite Wählerarm 48 den bereits von dem ersten Wählerarm 47 angefahrenen Stufenkontakt 49 vor. Durch Öffnen der zweiten Schaltseite 60B und Schließen der ersten Schaltseite 60A wird die letzte Wicklungsanzapfung der ersten Gruppe 23 zugeschaltet, wie in 2g zu sehen ist. Im Allgemeinen erfolgt das Zu- bzw. Abschalten stets abwechselnd zwischen den Wicklungsanzapfungen der ersten Gruppe 23, die mit den geradzahligen Nummern 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 durchnummeriert sind, und den Wicklungsanzapfungen der zweiten Gruppe 33, die mit den ungeradzahligen Nummern 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 durchnummeriert sind.
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In 3 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters 10 mit einer möglichen Ausführungsform eines Lastumschalters 60 abgebildet. Dieser weist eine erste Schaltseite 60A und eine zweite Schaltseite 60B auf. Die erste Schaltseite 60A verbindet im geschlossenen Zustand die erste Ableitschiene 51 des ersten Wählerteils 41 und die zweite Ableitschiene 54 des zweiten Wählerteils 46. Die zweite Schaltseite 60B verbindet im geschlossenen Zustand die erste Ableitschiene 53 des zweiten Wählerteils 46 und die zweite Ableitschiene 52 des ersten Wählerteils 41. Beide Schaltseiten 60A, 60B weisen einen ersten und einen zweiten Schaltzweig 61, 62, 63, 64 auf, die parallel zueinander angeordnet sind. In jedem ersten Schaltzweig 61, 63 ist eine als ein Hauptkontakt wirkende Vakuumschaltröhre MSVa bzw. MSVb angeordnet. In jedem zweiten Schaltzweig 62, 64 ist eine als Widerstandskontakt wirkende Vakuumschaltröhre TTVa bzw. TTVb und ein Widerstand Ra bzw. Rb angeordnet, die in Reihe geschaltet sind. Vor den Schaltzweigen 61, 62, 63, 64 ist ein mechanischer Schalter MDCa bzw. MDCb als Trennschalter ausgebildet. Die Trennschalter dienen nicht der Kommutierung, sondern zur Freischaltung, d. h. der galvanischen Trennung des nicht den Laststrom führenden Lastzweiges.
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4 zeigt die Schaltsequenz eines in 3 abgebildeten Lastumschalters 60 nach dem Vorwahlvorgang des ersten und zweiten Wählerteils 41, 46. Die Umschaltung im Lastumschalter 60 erfolgt in folgenden Schritten:
- – MDCb schließt
- – MSVa öffnet
- – TTVb schließt
- – TTVa öffnet
- – MSVb schließt
- – MDCa öffnet; die Umschaltung ist abgeschlossen.
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5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Lastumschalters 60 für den erfingungsgemäßen Laststufenschalter 10. Dabei sind in beiden Schaltseiten 60A, 60B zusätzliche Dauerhauptkontakte MCa bzw. MCb vorgesehen, die auf an sich bekannte Weise im stationären Betrieb die Dauerstromführung übernehmen und die jeweilige als Hauptkontakt wirkende Vakuumschaltröhre MSVa bzw. MSVb entlasten. Eine solche zusätzliche Anordnung von Dauerhauptkontakten MCa bzw. MCb ist im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch in den weiter erläuterten Ausführungsformen der Erfindung möglich. Die Reihenfolge, in der die einzelnen Vakuumschaltröhren und mechanischen Schalter betätigt werden, kann frei bestimmt werden.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Lastumschalters 60 für einen erfindungsgemäßen Laststufenschalter 10, bei dem der mechanische Schalter MDCa bzw. MDCb abweichend von der Ausführungsform in 3 in Reihe mit der Vakuumschaltröhre MSVa bzw. MSVb in den ersten Schaltzweigen 61, 63 und zusätzlich ein zweiter mechanischer Schalter TDCa bzw. TDCb in Reihe mit der Vakuumschaltröhre TTVa bzw. TTVb in den zweiten Schaltzweigen 62, 64 angeordnet ist. Die Reihenfolge, in der die einzelnen Vakuumschaltröhren und mechanischen Schalter betätigt werden, kann frei bestimmt werden.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Lastumschalters 60 für einen erfindungsgemäßen Laststufenschalter 10. In jedem ersten Schaltzweig 61, 63 ist ein Widerstand Ra, Rb und in jedem zweiten Schaltzweig 62, 64 eine Vakuumschaltröhren MSVa, MSVb angeordnet. Vor den Schaltzweigen 61, 62, 63, 64 sind ein mechanischer Schalter MDCa, MDCb als Trennschalter und als Widerstandskontakte wirkende Vakuumschaltröhren TTVa, TTVb in Reihe geschaltet. Die Reihenfolge, in der die einzelnen Vakuumschaltröhren und mechanischen Schalter betätigt werden kann frei bestimmt werden.
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8 zeigt eine Ausführungsform mit drei Laststufenschaltern 10, die für einen dreiphasigen Stufentransformator 15 verwendet werden. Der erste und der zweite Wählerteil 41, 46 des Wählers 40 (siehe 9) werden über ein unmittelbar darunter angebrachtes Getriebe 70 angetrieben. Unter dem Getriebe 70 sind Widerstände 67 der beiden Schaltseiten 60A, 60B angeordnet. Neben dem Getriebe 70 und den Widerständen 67 ist der Lastumschalter 60 angebracht, der ebenfalls über das Getriebe 70 betätigt wird. Alle Laststufenschalter 10 werden über ein gemeinsames Gestänge 71 mit einem Motorantrieb 72 verbunden.
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9 zeigt eine Detailansicht der Ausführungsform aus 8. Hier sind der erste und der zweite Wählerteil 41, 46 abgebildet. Die Stufenkontakte 44, 49, die durch die Wählerarme 42, 43, 47, 48 kontaktiert werden, sind linear in vertikaler Richtung auf Isolierstäben 73 angebracht. Die Wählerarme 42, 43, 47, 48 können über Spindeln oder Riemen in vertikaler Richtung bewegt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Laststufenschalter
- 15
- Stufentransformator
- 16
- Phase
- 20
- erste Wicklung
- 21
- Regelwicklung
- 22
- Stammwicklung
- 23
- erste Gruppe von Wicklungsanzapfungen
- 30
- zweite Wicklung
- 31
- Regelwicklung
- 32
- Stammwicklung
- 33
- zweite Gruppe von Wicklungsanzapfungen
- 40
- Wähler
- 41
- erster Wählerteil
- 42
- erster Wählerarm
- 43
- zweiter Wählerarm
- 44
- Stufenkontakte
- 46
- zweiter Wählerteil
- 47
- erster Wählerarm
- 48
- zweiter Wählerarm
- 49
- Stufenkontakte
- 51
- erste Ableitschiene
- 52
- zweite Ableitschiene
- 53
- erste Ableitschiene
- 54
- zweite Ableitschiene
- 60
- Lastumschalter
- 60A
- erste Schaltseite
- 60B
- zweite Schaltseite
- 61, 63
- erster Schaltzweig
- 62, 64
- zweiter Schaltzweig
- TTVa, TTVb , MSVa, MSVb
- Vakuumschaltröhre
- MDCa, MDCb, TDCa, TDCb
- mechanischer Schalter
- MCa, MCb
- Dauerhauptkontakt
- 67, Ra, Rb
- Widerstand
- 70
- Getriebe
- 71
- Gestänge
- 72
- Motorantrieb
- 73
- Isolierstab
- I
- Stromfluss
