DE1044935B - Einrichtung zur Grob- und Feineinstellung von Drehstrom-Stufentransformatoren - Google Patents

Description

Dk Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Grob- und Feineinstellung von Drehstrom-Stufentransformatoren, bei denen für jede Phase der Transformatorprimärwicklung ein Stufenschalter mit eigenem Antrieb vorgesehen ist, insbesondere zur Einstellung von Gleichrichtertransformatoren für Aluminium-Schmelzelektrolyseanlagen.

Es sind bereits Vorrichtungen für Stufentransformatoren beschrieben worden, bei denen eine Grobschaltung durch Schütze, die Fernschaltung hingegen durch einen oder mehrere Hilfstransformatoren erfolgt, deren Primärwicklungen an die Anzapfungen der Sekundärwicklungen des Stufentransformators angeschlossen sind. Diese Anordnungen sind jedoch teuer und umständlich. Ferner ist es bekannt, in Aluminium-Schmelzelektrolyseanlagen, die mit Strömen von 100 000 A und infolge der Reihenschaltung von Öfen mit Gleichspannungen zwischen 500 bis 1000 V arbeiten, die Spannungen den Belastungsverhältnissen dadurch anzupassen, daß auf der Primärseite der Gleichrichtertransformatoren Stufenschalter verwendet werden, die sehr feinstufig einstellbar sind.

Diese Schalter ermöglichen jedoch keine rasche Nachregelung, falls an einzelnen Öfen plötzliche, relativ große Spannungsabweiohungen infolge der Veränderung der Leitfähigkeit der Schmelzmasse auftreten. In solchen Fällen erfolgt dann in bekannter Weise die Grobregelung durch Gleichrichtergittersteuerung. Hierdurch ergeben sich jedoch entscheidende Nachteile, da der Oberwellengehalt ansteigt, während der Leistungsfaktor und die Belastungsfähigkeit der Anlage beträchtlich sinken. So bedingt z. B. eine lOVoige Spannungsverminderung mittels Gittersteuerung eine etwa 20 bis 3O°/oige Leistungsreduktion der Gleichrichter bei gleichen Ventilbeanspruchungen wie bei Vollaussteuerung. Es sind ferner bei mehrstufigen Schaltgetrieben für Reguliertransformatoren zwei Antriebsvorrichtungen verwendet worden, von denen jeweils nur die eine funktioniert, während die andere gesperrt ist. Diese Anordnungen ergeben eine erhöhte Betriebssicherheit, sie ermöglichen jedoch keine selbständige Grob- und Feinregelung. Schließlich ist auch vorgeschlagen worden, zwei Regler zur Spannungsregelung zu verwenden, von denen der eine als Grob- oder Langsamregler, der andere als Fein- oder Sahnellregler arbeitet. Diese Einrichtungen erfordern jedoch zumindest zwei unabhängige Regler mit separaten Antrieben.

Die geschilderten Mängel des Bekannten lassen sich vermeiden, indem erfindungsgemäß die einzelnen Stufenschalter mit Hilfe einer die Schalterantriebe steuernden Kontaktvorrichtung zur Feineinstellung zeitlich nacheinander und zur Grobeinstellung gleichzeitig verstellbar sind.

Einrichtung

zur Grob- und Feineinstellung
von Drehstrom-Stufentransformatoren

Anmelder:

Maschinenfabrik Oerlikon,
Zürich-Oerlikon (Schweiz)

Vertreter: Ph. Frhr. v. Habermann, Rechtsanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 21. September 1956

Dipl.-Ing. Bjarne Storsand, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Durch die kombinierte Einstellmöglichkeit wird die Gleichrichtergittersteuerung bzw. die Vielzahl von Reglern mit separaten Antrieben entbehrlich, und damit entfallen auch die vorher genannten Nachteile.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wieder.

In Fig. 1 ist ein Teil einer Gleichrichteranlage schematisch dargestellt. Mit 1, 1', 1" sind die angezapften Primärwicklungen des Transformators, mit U₁ V, W die Phasenanschlüsse, mit 2 die Sekundärwicklungen, mit 3 die Gleichrichter und mit 4 die Saugdrossel bezeichnet. Die Gleichstromschienen haben die Bezugsziffern 5 und 6. Zur Betätigung der Stufenschalter 7, T 7" sind Antriebe 8, 8', 8" vorgesehen, welche über die Leitungen 9, 9', 9", eine Kontaktvorrichtung 10 und einen Schalter 11 an Spannung gelegt werden. Die Kontaktvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem drehbaren Kontaktarm 12, der vom Antrieb 13 bewegt wird, und aus einem Relais 14. Ein Strommeßgerät 15 steuert die Teile 13 und 14.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wirkt folgendermaßen :

Solange der vom Instrument 15 gemessene Strom seinen Sollwert besitzt, stehen die Stufen-Schalterkontakte in einer ganz bestimmten Stellung, beispielsweise an der Anzapfung c, wie es in der Zeichnung angegeben ist. Falls nun der Strom abnimmt und diese Abnahme einen festgelegten Wert, z. B. 10% des Sollwertes, nicht überschreitet, betätigt

809 680/416

das Gerät 15 zwar den Antrieb 13, nicht aber das Relais 14. Der Kontaktarm 12 führt nun'eine Drehbewegung aus und legt über den automatisch betätigten Schalter 11 nacheinander die Stufenschalterantriebe 8, .8', 8" an Spannung. Bei der gezeichneten Lage des Kontaktarmes 12 wird zunächst die Wicklung 1 von Anzapfung c auf d umgeschaltet, dann folgt die gleiche Umschaltung in Wicklung V und schließlich in 1". Falls mit dieser neuen Einstellung noch keine Ausregelung erreicht ist, wiederholt sich der beschriebene Schaltvorgang, der eine Feinregelung darstellt, da er nur bei relativ kleinen Stromänderungen vorgenommen wird. Es kann nun auch der Fall eintreten, daß bei einer solchen Regelung nur der Stufenschalter von einer oder von zwei Phasen zur Wirkung kommt, so daß eine Unsymmetrie entsteht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dies ohne Bedeutung ist, wenn die Stufung genügend fein ausgeführt wird. Geht eine Stromänderung über den vorher angegebenen Grenzwert hinaus, so werden der Antrieb 13 und das Relais 14 erregt, welches die Leitungen 9, 9' und 9" miteinander verbindet. Bei jeder Kontaktgabe des Armes 12 werden jetzt die Antriebe 8, 8' und 8" gleichzeitig erregt. Die sekundäre Spannungsänderung Δ U ist also bei dieser Grobregelung dreimal größer als bei der Feinregelung. Es wurden bisher die Vorgänge beschrieben, wie sie bei einer Stromabnahme eintreten. Analog ist das Verhalten der Einrichtung bei einer Stromzunahme. Da die Verstellung der Stufenschalterkontakte und des Kontaktarmes 12 jetzt in entgegengesetzter Richtung erfolgt, müssen entsprechende Umsteuervorrichtungen angeordnet sein, die in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt den Verlauf der Spannungsänderung Δ U in Funktion der Zeit bei einer Feinregelung (Kurve Ä) und einer Grobregelung (Kurve B).

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Grob- und Feineinstellung von Drehstrom-Stufentransformatoren, bei denen für jede Phase der Transformatorprimärwicklung ein Stufenschalter mit eigenem Antrieb vorgesehen ist, insbesondere zur Einstellung von Gleichrichtertransformatoren für Aluminium-Schmelzelektrolyseanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Stufenschalter (7, T, 7") mit Hilfe einer die Schalterantriebe (8, 8', 8") steuernden Kontaktvorrichtung (10) zur Feineinstellung zeitlich nacheinander und zur Grobeinstellung gleichzeitig verstellbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung einen von einem Antrieb (13) bewegten Kontaktarm (12) und ein der Umschaltung von Fein- auf Grobeinstellung dienendes Relais (14) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strommeßgerät (15) die Kontaktvorrichtung steuert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 576 201, 622151, 198.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

80S 6301/416 11.58.