DE102014100949A1 - Laststufenschalter nach dem Reaktorschaltprinzip - Google Patents

Laststufenschalter nach dem Reaktorschaltprinzip Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter (2) nach dem Reaktorschaltprinzip zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators (1), umfassend: – eine Drossel (3), die als eine induktive Überschaltreaktanz ausgebildet ist; wobei: – die Drossel (3) ein Bestandteil des Laststufenschalters (2) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter nach dem Reaktorschaltprinzip zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators.
  • Aus der US 3 175 148 A ist ein Regeltransformator mit einem Stufenschalter bekannt. Der Transformator weist für jede Phase eine Stammwicklung und eine Regelwicklung auf. Weiterhin ist jeder Phase eine Drossel (preventive autotransformer) zugeordnet, die als Überschaltreaktanz von dem, separat außen am Regeltransformator angeordneten, Stufenschalter während der Umschaltvorgänge genutzt wird. Die drei Überschaltreaktanzen der drei Phasen sind auf dem oberen Joch der Stamm- und Regelwicklungen angeordnet.
  • Da die Drosseln unmittelbar am Joch angeordnet sind, müssen diese bei der Anordnung des Stufenschalters auf der Hochspannungsseite, also dem Hochspannungspotential, gegenüber dem auf dem Erdpotential befindlichen Transformatorjoch besonders gut isoliert werden. Dies wirkt sich stark auf die Herstellungskosten derartiger Drosseln aus. Die Verdrahtung der Drosseln mit den jeweiligen Stufenschaltern ist dabei aufwendig und muss ebenfalls sehr gut gegenüber dem Erdpotential isoliert werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Laststufenschalter nach dem Reaktorschaltprinzip zu schaffen, mit dessen Hilfe die Drosseln günstig herzustellen, einfach aufgebaut und einfach mit dem Laststufenschalter zu verdrahten sind.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Laststufenschalter gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche bilden dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Erfindung schlägt einen Laststufenschalter nach dem Reaktorschaltprinzip zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators vor, umfassend:
    • – eine Drossel, die als eine induktive Überschaltreaktanz ausgebildet ist; wobei:
    • – die Drossel ein Bestandteil des Laststufenschalters oder in den Laststufenschalter integriert ist.
  • Da die Drossel, die beispielsweise eine Spule oder Induktivität sein kann, ein Bestandteil des Laststufenschalters und nicht der Wicklungen bzw. des Transformatorjochs ist, muss diese geringer, d.h. mit weniger Lagen von Isolierpapier auf den Wicklungen, gegenüber dem Erdpotential isoliert werden. Dadurch wird die Herstellung der Drosseln vereinfacht und die Kosten hierbei gesenkt. Weiterhin ist die Verbindung insbesondere die Verdrahtung der Drossel mit dem Laststufenschalter weniger aufwendig, da die Entfernung beider Teile zueinander verkürzt wird.
  • Die Drossel kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise eine, zwei oder drei Wicklungen umfassen, die an dem dafür angepassten Eisenkern mit einem Joch befestigt sind.
  • Der Laststufenschalter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens eine zusätzliche oder weitere Drossel umfassen und/oder für einphasige, zweiphasige oder dreiphasige Anwendungen konzipiert sein. Bei mehr als einer Phase ist für jede Phase wenigstens eine Drossel vorgesehen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Laststufenschalter als Lastwähler ausgebildet ist.
  • Der Lastwähler kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise Vakuumschaltröhren oder einfache Schaltkontakte in Öl für die Umschaltung unter Last umfassen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – die Drossel an einem oberen Ende oder an einem unteren Ende des Lastwählers angeordnet ist.
  • Das Anordnen kann auf beliebige Art und Weise ausgeführt sein, beispielsweise über Halter oder über den Eisenkern der Drossel.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Laststufenschalter als Kombination aus Lastumschalter und Wähler ausgebildet ist.
  • Der Lastumschalter kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise Vakuumschaltröhren oder einfache Schaltkontakte umfassen.
  • Der Wähler kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise mit oder ohne einem Vorwähler und/oder als Linearwähler oder Rotationswähler.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – die Drossel am oberen Ende oder an einem unteren Ende des Lastumschalters angeordnet ist und/oder
    • – die Drossel am oberen Ende oder an einem unteren Ende des Wählers angeordnet ist.
  • Das Anordnen kann auf beliebige Art und Weise ausgeführt sein, beispielsweise über Halter oder den Eisenkern der Drossel.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Lastumschalter und der Wähler über einen Eisenkern der Drossel verbunden sind und
    • – die Drossel an dem Eisenkern zwischen dem Lastumschalter und Wähler angeordnet ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Laststufenschalter an einem oberen Teil eines Transformatorgehäuses angeordnet ist oder werden kann.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Laststufenschalter auf einem Isolierfuß an einem unteren Teil eines Transformatorgehäuses angeordnet ist oder werden kann.
  • Der Isolierfuß kann auf beliebige Art und Weise ausgeführt sein, beispielsweise als Zylinder, Gerüst oder Block, und/oder aus GFK, Hartpapierzylinder und/oder Holz hergestellt sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Laststufenschalter und die Drossel derart verdrahtet sind, dass beide gleiches Spannungspotential zum Erdpotential aufweisen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • – der Laststufenschalter in einem Stufentransformator verwendet wird oder werden kann.
  • Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 2 eine zweite Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 3 eine dritte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 4 eine vierte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 5 eine fünfte Ausführungsform eines Stufentransformators 1 mit einem Laststufenschalter;
  • 6 eine sechste Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 7 eine siebte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 8 eine achte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 9 eine neunte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 10 eine zehnte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 11 eine elfte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 12 eine zwölfte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter;
  • 13 eine dreizehnte Ausführungsform eines Stufentransformators mit einem Laststufenschalter.
  • 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. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dafür dar, wie der erfindungsgemäße Laststufenschalter nach dem Reaktorschaltprinzip ausgebildet sein kann; und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.
  • 1 zeigt einen Stufentransformator 1 mit einem in dessen Inneren angeordneten Laststufenschalter 2 zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen. Der Laststufenschalter 2 umfasst einen Lastumschalter 5 und einen Wähler 6. Im Inneren des Stufentransformators 1, also im Transformatorgehäuse 8, sind drei Wicklungen 10, die an einem Transformatorjoch 11 befestigt sind, angeordnet. Die Wicklungen 10 sind über einzelne Leitungen 12 mit dem Laststufenschalter 2 verbunden. Der Laststufenschalter 2 ist am oberen Teil 81 (Deckel) des Transformatorgehäuses 8 befestigt. In der hier dargestellten Ausführungsform wird der Laststufenschalter 2 über einen Motorantrieb 13, der außen am Transformatorgehäuse 8 angeordnet ist, betrieben. Im Inneren des Stufentransformators 1 befindet sich eine Isolierflüssigkeit, wie z.B. Öl oder Ester. Der Stufentransformator 1 kann jedoch auch als sogenannter Trockentransformator ausgebildet sein, bei dem Luft als Isoliermedium dient.
  • Zwischen dem Lastumschalter 5 und dem Wähler 6, also am unteren Ende des Lastumschalters 52, ist der Eisenkern 7 angeordnet. Der Eisenkern 7 verbindet Lastumschalter 52 und Wähler 6. An diesem Eisenkern 7 ist eine als Spule ausgebildete Drossel 3 angeordnet. Diese dient dem Laststufenschalter 2, in dieser Ausführungsform dem Lastumschalter 5, als induktive Überschaltreaktanz. Abhängig von den Anforderungen an den Laststufenschalter 2 kann die Drossel 3 eine, zwei oder drei Wicklungen umfassen, die an dem dafür angepassten Eisenkern 7 befestigt sind.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die Drossel 3 und der Eisenkern 7 unmittelbar am unteren Ende 62 des Wählers 6 angeordnet sind. Die Drossel 3 kann jedoch auch am oberen Ende 51 des Lastumschalters 5, hier nicht dargestellt, befestigt sein.
  • 3 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei der die Drossel 3 und das Joch 7 seitlich am Laststufenschalter 2 über eine Tragekonsole 14 angeordnet sind.
  • 4 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 als Lastwähler 4 ausgebildet ist. Der Lastwähler 4 ist am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt. Am unteren Ende 42 des Lastwählers 4 ist die Drossel 3 angeordnet.
  • 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform, bei der eine dreiphasige Drossel 3 seitlich am Laststufenschalter 2, hier als Lastwähler 4 ausgeführt, über eine Tragekonsole 14 angeordnet ist. Die Drossel 3 kann jedoch auch am oberen Ende 41 des Lastwählers 4, hier nicht dargestellt, befestigt sein.
  • 6 zeigt eine sechste Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 auf einem Isolierfuß 9, der am unteren Teil 82 (Boden) des Transformatorgehäuses 8 angeordnet ist, steht. Dabei ist die Drossel 3 zwischen dem Lastumschalter 5 und dem Wähler 6 angeordnet. Da der Laststufenschalter 2 nicht mehr über den Lastumschalter 5 am oberen Teil 81 des am Erdpotential liegenden Transformatorgehäuses 8 befestigt ist und somit gegen dieses nicht mehr isoliert werden muss, kann der Lastumschalter 5 besonders kurz ausgebildet sein.
  • 7 zeigt eine siebte Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 auf einem Isolierfuß 9, der am unteren Teil 82 (Boden) des Transformatorgehäuses 8 angeordnet ist, steht. Dabei ist die Drossel 3 zwischen dem Wähler 6 und dem Isolierfuß 9 angeordnet. Da der Laststufenschalter 2 nicht mehr über den Lastumschalter 5 am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt ist, kann dieser Lastumschalter 5 besonders kurz ausgebildet sein.
  • 8 zeigt eine achte Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 auf einem Isolierfuß 9, der am unteren Teil 82 (Boden) des Transformatorgehäuses 8 angeordnet ist, steht. Dabei ist die Drossel 3 auf dem Lastumschalter 5 angeordnet. Da der Laststufenschalter 2 nicht mehr über den Lastumschalter 5 am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt ist, kann dieser Lastumschalter 5 besonders kurz ausgebildet sein.
  • 9 zeigt eine neunte Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 auf einem Isolierfuß 9, der am unteren Teil 82 (Boden) des Transformatorgehäuses 8 angeordnet ist, steht. Dabei ist die Drossel 3 seitlich über eine Tragekonsole 14, neben dem Laststufenschalter 2 angeordnet. Da der Laststufenschalter 2 nicht mehr über den Lastumschalter 5 am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt ist, kann dieser Lastumschalter 5 besonders kurz ausgebildet sein.
  • 10 zeigt eine zehnte Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 auf einem Isolierfuß 9, der am unteren Teil 82 (Boden) des Transformatorgehäuses 8 angeordnet ist, steht. Dieser ist als Lastwähler 4 ausgebildet. Dabei ist die Drossel 3 zwischen dem Lastwähler 4 und dem Isolierfuß 9 angeordnet. Diese Drossel 3 kann jedoch auch am oberen Ende 41 des Lastwählers 4, hier nicht dargestellt, angeordnet sein. Da der Lastwähler 4 nicht mehr am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt ist, kann das obere Ende 41 des Lastwählers 4 besonders kurz ausgebildet sein.
  • 11 zeigt eine elfte Ausführungsform, bei der der Laststufenschalter 2 auf einem Isolierfuß 9, der am unteren Teil 82 (Boden) des Transformatorgehäuses 8 angeordnet ist, steht. Dieser ist als Lastwähler 4 ausgebildet. Dabei ist die (in diesem Falle dreiphasige) Drossel 3 seitlich, neben dem Lastwähler 4 über eine Tragekonsole 14 angeordnet. Da der Lastwähler 4 nicht mehr am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt ist, kann das obere Ende 41 des Lastwählers 4 besonders kurz ausgebildet sein. 12 zeigt eine zwölfte Ausführungsform, bei der die Drossel 3 drei separate (einphasige) Wicklungen und Eisenkerne 7 umfasst, die unmittelbar oder über eine jeweilige Tragekonsole 14 seitlich am Laststufenschalter 2 angeordnet sind. Da der Lastwähler 4 nicht mehr am oberen Teil 81 des Transformatorgehäuses 8 befestigt ist, kann das obere Ende 41 des Lastwählers 4 besonders kurz ausgebildet sein.
  • 13 zeigt eine dreizehnte Ausführungsform, bei der drei separate einphasige Drosseln 3 unmittelbar oder über die jeweilige Tragekonsole 14 seitlich am Laststufenschalter 2 angeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stufentransformator
    2
    Laststufenschalter
    3
    Drossel
    4
    Lastwähler
    41
    oberes Ende
    42
    unteres Ende
    5
    Lastumschalter
    51
    oberes Ende
    52
    unteres Ende
    6
    Wähler
    61
    oberes Ende
    62
    unteres Ende
    7
    Eisenkern
    8
    Transformatorgehäuse
    81
    obere Teil
    82
    untere Teil
    9
    Isolierfuß
    10
    Wicklungen
    11
    Transformatorjoch
    12
    Leitungen
    13
    Motorantrieb
    14
    Tragekonsole
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 3175148 A [0002]

Claims (10)

  1. Laststufenschalter (2) nach dem Reaktorschaltprinzip zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators (1), umfassend: – eine Drossel (3), die als eine induktive Überschaltreaktanz ausgebildet ist; wobei: – die Drossel (3) ein Bestandteil des Laststufenschalters (2) ist.
  2. Laststufenschalter (2) nach Anspruch 1, wobei – der Laststufenschalter (2) als Lastwähler (4) ausgebildet ist.
  3. Laststufenschalter (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – die Drossel (3) an einem oberen Ende (41) oder an einem unteren Ende (42) des Lastwählers (4) angeordnet ist.
  4. Laststufenschalter (2) nach Anspruch 1, wobei – der Laststufenschalter (2) als Kombination aus Lastumschalter (5) und Wähler (6) ausgebildet ist.
  5. Laststufenschalter (2) nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei – die Drossel (3) am oberen Ende (51) oder an einem unteren Ende (52) des Lastumschalters (5) angeordnet ist und/oder – die Drossel (3) am oberen Ende (61) oder an einem unteren Ende (61) des Wählers (6) angeordnet ist.
  6. Laststufenschalter (2) nach Anspruch 1, Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei – der Lastumschalter (2) und der Wähler (6) über einen Eisenkern (7) der Drossel (3) verbunden sind und – die Drossel (3) an dem Eisenkern (7) zwischen dem Lastumschalter (5) und Wähler (6) angeordnet ist.
  7. Laststufenschalter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Laststufenschalter (2) an einem oberen Teil (81) eines Transformatorgehäuses (8) angeordnet ist.
  8. Laststufenschalter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Laststufenschalter (2) auf einem Isolierfuß (9) an einem unteren Teil (82) eines Transformatorgehäuses (8) angeordnet ist.
  9. Laststufenschalter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Laststufenschalter (2) und die Drossel (3) derart verdrahtet sind, dass beide gleiches Spannungspotential zum Erdpotential aufweisen.
  10. Verwendung eines Laststufenschalters (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9 in einem Stufentransformator (1).
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