DE112013006274T5 - Thyristorgestützter Laststufenschalter sowie zugehöriges Verfahren - Google Patents

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    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen überspannungsauslösenden thyristor-gestützten Laststufenschalter sowie dessen Verfahren, welcher keinen Übergangswiderstand aufweist und eine hohe Verlässlichkeit aufweist. Ein erster Anschluss (I) von diesem ist jeweils mit Übergangsschaltern (K15, K17) verbunden, und ein zweiter Anschluss (II) ist jeweils mit Übergangsschaltern (K14, K16) verbunden; die anderen Anschlüsse der Übergangsschalter (K14, K15) sind gemeinsam verbunden und durch eine Sättigungsdrossel (L4) und einen Thyristorschalter mit dem Anschluss verbunden; die anderen Anschlüsse der Übergangsschalter (K16, K17) sind gemeinsam verbunden und mit dem Anschluss durch eine lineare Drossel (L1), eine Sättigungsdrossel (L2) und eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung verbunden; ein Hauptkontakt (K11) einer ungeradzahligen Seite ist jeweils mit dem Anschluss (I) und einem gemeinsamen Anschluss verbunden, und ein Hauptkontakt (K12) einer geradzahligen Seite ist jeweils mit dem Anschluss (II) und einem gemeinsamen Anschluss verbunden; die Anschlüsse der nicht-gemeinsamen Anschlüsse des Hauptschaltkreises und des Übergangsschaltkreises sind weiterhin mit einer bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung verbunden.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Energieübertragung und Transformation bei Energiesystemen und insbesondere einen thyristorgestützten Laststufenschalter sowie ein zugehöriges Verfahren.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die Betriebsart eines Energiesystems erfährt jederzeit Änderungen und die Änderung der Betriebsart verursacht Schwankungen der Busleitungsspannung. Das Energiesystem stellt strenge Anforderungen in Bezug auf den Schwankungsbereich der Busleitungsspannung. Daher wird eine Technik zur Regelung der Busleitungsspannung benötigt. Die direkteste Art und Weise der Regelung der Spannung ist es, einen Transformatorstufenschalter zu ändern. Jedoch ist im Rahmen des Lastübertragungsprozesses des Energiesystems ein Laststufenschalter mit einem sehr hohen technischen Standard zur Änderung der Transformatorstufe ohne Stromausfall erforderlich.
  • Gegenwärtig sind weltweit vor allem reaktive Laststufenschalter und resistive Laststufenschalter verbreitet. Die Erfindungen der Patente US 3176089 , US 5128605 sowie US 7880341 offenbaren reaktive Laststufenschalter und die Erfindungen der Patente US 4081741 sowie US 4520246 offenbaren resistive Laststufenschalter. Die Reaktoren bzw. Drosseln der reaktiven Laststufenschalter werden langfristig mit Energie versorgt, haben ein relativ großes Volumen und werden weltweit nur in den USA genutzt; und in anderen Ländern werden meist resistive Laststufenschalter eingesetzt. Resistive Laststufenschalter leiden unter dem Problem der Hitzeentwicklung, und es kommt zu einem signifikanten Anstieg der Temperatur im Falle des mehrfachen Umschaltens des Stromabnehmers des Laststufenschalters innerhalb einer kurzen Zeit. Daher ist die Schaltzeit des Laststufenschalters in einer bestimmten Zeit streng begrenzt.
  • Die Leistungsfähigkeit des Laststufenschalters wird durch einen Thyristor-Schaltung in der Erfindung des Patents Nr. US 4622513 verbessert. Einer der Punkte der Erfindung ist, dass, wenn der Schalter von einem geschalteten Stromweg ausgeschaltet wird, eine eine Überspannung auslösende Thyristorschaltung einer Schaltstrecke automatisch eingeschaltet wird, um den Laststrom schnell zu verbinden und zu schalten. Der Nachteil der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung liegt darin, dass alle 10 Millisekunden eine sehr große Impulsstörung erzeugt wird. Daher sind angemessene Anti-Interferenz-Maßnahmen und Sicherheitsmaßnahmen erforderlich, um einen zuverlässigen Betrieb des Laststufenschalters zu gewährleisten. Ein weiterer Punkt der Erfindung ist, dass ein bidirektionaler paralleler Thyristor durch einen Stromwandler ausgelöst wird, um einen mechanischen Schalter zu unterstützen, um den geschalteten Strompfad zu trennen; der bidirektionale parallele Thyristor ist mit dem mechanischen Schalter parallel geschaltet, und der bidirektionale parallele Thyristor kann durch die Impulsstörungen eventuell aus Versehen eingeschaltet werden und einen Kurzschlusskreislauf verursachen. Daher ist die die Überspannung auslösende Thyristorschaltung in der Erfindung in Reihe mit einem Überschaltwiderstand verbunden, um den möglichen Kurzschlusskreislauf zu begrenzen, um die Betriebssicherheit des Thyristors zu verbessern; auf diese Weise reduziert US 4622513 zwar die Erwärmung des Übergangswiderstands, aber das Erwärmungsproblem des Übergangswiderstands wird nicht vollständig gelöst. Die Patentschrift US 7595614 ist eine Verbesserung von US 4622513 . Im Patent US 7595614 wird der Übergangswiderstand mit seiner seriellen Verbindung mit der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung entfernt, was das Erwärmungsproblem des Übergangswiderstands löst; da der Übergangswiderstand zur Begrenzung des Kurzschlusskreislaufs entfernt worden ist, ist es im Fall eines Kurzschlusskreislaufs so, dass der Kurzschlusskreislauf sehr groß ist; in US 7595614 wird ein Schutz nur durch eine Sicherung erreicht, und die Reaktionsgeschwindigkeit der Sicherung ist langsam, so dass die Sicherheit gering ist. Im Patent US 7595614 wird der bidirektionale parallele Thyristor weiterhin durch den Stromwandler ausgelöst, um den geschalteten Strompfad zu trennen, und es wird keine neue Entstörungsmaßnahme hinzugefügt, so dass die Zuverlässigkeit schlecht ist.
  • In den Erfindungen der Patente US 4622513 und US 7595614 wird eine bidirektionale parallele Thyristorschaltung durch den Sekundärstrom des Stromwandlers ausgelöst, um eingeschaltet zu werden und einen bidirektionalen parallelen Thyristor auszuschalten, wobei die Zuverlässigkeit der Triggerschaltung schlecht ist. Bei den Erfindungen der Patente US 4622513 und US 7595614 werden ein traditioneller komplizierter mechanischer Nockenschiebemechanismus sowie ein Energiespeichermechanismus eingesetzt, wodurch beim Betrieb viel Vibrationen und Lärm auftreten. Daher kommt es leicht zu einem Versagen und es können keine häufigeren Betriebsvorgänge durchgeführt werden.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, (1) die obigen Probleme zu lösen und die Nachteile zu überwinden, indem ein Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltungs-gestützter Laststufenschalter bereitgestellt wird, der keinen Übergangswiderstand besitzt, ein sehr kurzes Kurzschlusskreislaufausmaß aufweist und eine hohe Sicherheit sowie hohe Zuverlässigkeit aufweist; außerdem (2) Vorteile einzubringen, indem ein Laststufenschalter bereitgestellt wird, bei dem der Laststufenwähler keine mechanische Verbindung zu einem Umschalter benötigt, bei dem die logischen Beziehungen eindeutig sind, der eine einfache Struktur aufweist und bequem koordinierbar ist; und (3) einen Laststufenschalter bereitzustellen, der noch einfacher im Aufbau und noch wirtschaftlicher ist.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, nutzt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen:
    Eine Art von thyristorgestütztem Laststufenschalter, der Folgendes umfasst:
    Ein thyristorgestützter Laststufenschalter, aufweisend einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis, wobei der Hauptschaltkreis aus einem ersten Schalter K1 aufgebaut ist, wobei der Übergangsschaltkreis aus einer linearen Drossel L1, einer Sättigungsdrossel L2 und einer Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung, die in Reihe geschaltet sind, zusammengesetzt ist; ein Ende des Schalters K1 zwischen einem ersten Stufenwähler-Anschluss I und einem zweiten Stufenwähler-Anschluss II über einen Umschalter K5 umgeschaltet wird und ein Ende der linearen Drossel L1 zwischen dem Stufenwähler-Anschluss I und dem Stufenwähler-Anschluss II durch einen Umschalter K6 umgeschaltet wird; und der Schalter K1 und das andere Ende der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.
  • Ein thyristorgestützter Laststufenschalter, umfassend einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis; wobei der Hauptschaltkreis aus einer Sättigungsdrossel L4 und einem Steuerschalter K10, der einen Thyristorschalter steuert, und die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; wobei der Übergangsschaltkreis aus einer linearen Drossel L1, einer Sättigungsdrossel L2 und einer Überspannungsauslösung Thyristorschaltung, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; ein Ende der Sättigungsdrossel L4 zwischen einem ersten Stufenwähler-Anschluss I und einem zweiten Stufenwähler-Anschluss II über einen Umschalter K5 umgeschaltet wird, wobei ein Ende der linearen Drossel L1 zwischen dem Stufenwähler-Anschluss I und dem Stufenwähler-Anschluss II durch einen Umschalter K6 umgeschaltet wird; und wobei der Thyristorschalter und das andere Ende der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.
  • Ein thyristorgestützter Laststufenschalter, umfassend einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis; wobei der Hauptschaltkreis aus einer Sättigungsdrossel L4 und einem Thyristorschalter, der durch einen Steuerschalter K10 gesteuert wird, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; der Übergangsschaltkreis aus einer linearen Drossel L1, einer Sättigungsdrossel L2 und einer Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; ein Ende der Sättigungsdrossel L4 gemeinsam mit einem Ende der Übergangsschalter K15, K14 verbunden ist und die anderen Enden der Übergangsschalter K15, K14 jeweils mit Stufenwähler-Anschlusss I, II verbunden sind; ein Ende der linearen Drossel L1 gemeinsam mit einem Ende der Übergangsschalter K17, K16 verbunden ist und die anderen Enden der Übergangsschalter K17, K16 jeweils mit den Stufenwähler-Anschlusss I, II verbunden sind; der Thyristorschalter und das andere Ende der spannungsaulösende Thyristorschaltung mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind; ein Hauptkontakt einer ungeradzahligen Seite K11 weiterhin zwischen dem ersten Stufenwähler-Anschluss I und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und ein ein Hauptkontakt einer geradzahligen Seite K12 weiterhin zwischen dem zweiten Stufenwähler-Anschluss II und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist.
  • Die Reaktanz des linearen Reaktors bzw. der Drossel L1 ist größer als Null und kleiner als Z1; Z1 ist gleich einem Quotienten, der durch Dividieren einer Nennspannung zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen I, II durch Nennlaststrom erhalten wird.
  • Die lineare Drossel L1 und die Sättigungsdrossel L2 sind in einer Drossel L3 zusammengeführt; die Drossel L3 weist einen magnetischen Flusseisenkern mit geschlossenem Kreislauf und eine Spule L3 auf, wobei ein Teil des Abschnitts des magnetischen Flusseisenkerns mit geschlossenem Kreislauf eine größere Querschnittsfläche aufweist und die Querschnittsfläche der übrigen Abschnitte des Eisenkerns sind kleiner sind; die Spule L3 auf dem Eisenkern um den Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche gewickelt ist; wenn der elektrische Strom relativ klein ist, der Eisenkern mit geschlossenem Kreislauf ungesättigt ist; die Spule L3 äquivalent zu der Sättigungsdrossel L12 ist; wenn der Strom relativ groß ist, der Eisenkern an dem Abschnitt mit der kleineren Querschnittsfläche des Eisenkerns mit geschlossenem Kreislauf gesättigt ist und der Eisenkern an dem Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche ungesättigt ist; die Reaktanz der Spule L3 rasch auf einen kleineren Wert abgesenkt wird, und die Spule L3 zu diesem Zeitpunkt äquivalent zur linearen Drossel L1 ist.
  • Die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung umfasst Folgendes: Eine Sicherung FU1, die mit einem Paar von Thyristoren D1, D2, das umgekehrt parallel geschaltet ist, in Reihe verbunden ist, um einen Hauptschaltkreis der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung zu bilden; einen Widerstand R1 und einen Kondensator C1, die mit den beiden Enden der Thyristoren D1, D2 umgekehrt parallel verbunden sind, nachdem sie in Reihe geschaltet wurden; wobei Gateelektroden und Kathoden der beiden Thyristoren D1, D2 jeweils mit Kondensatoren C2, C3, den Widerständen R2, R3 und Dioden D3, D4 verbunden sind; die Gate-Elektroden der beiden Thyristoren D1, D2 weiterhin jeweils mit dem Eingangs Anschluss eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden D5, D6, D7, D8 aufgebaut ist, verbunden sind; das Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters mit einer Spannungsreglerdiode D9 verbunden ist, wobei die Kathode der Spannungsreglerdiode D9 mit der Ausgangsend-Anode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, und wobei die Anode der Spannungsreglerdiode D9 mit der Ausgangsend-Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, die stabilisierte Spannung der vorstehend erwähnten Spannungsreglerdiode D9 gleich U1 = k1U2 ist; wobei k1 dabei ein Zuverlässigkeitsskoeffizient ist und einen Wert von 1,2 bis 2 aufweist; und U2 den Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlusss I, II des Laststufenschalters bezeichnet.
  • Der Thyristorschalter beinhaltet Folgendes: Eine Sicherung FU1, die mit einem Paar von Thyristoren D1, D2, das umgekehrt parallel geschaltet ist, in Reihe verbunden ist, um einen Hauptschaltkreis zu bilden; einen Widerstand R1 und einen Kondensator C1, die mit den beiden Enden der Thyristoren D1, D2 umgekehrt parallel verbunden sind; wobei Gateelektroden und Kathoden der beiden Thyristoren D1, D2 jeweils mit Kondensatoren C2, C3, den Widerständen R2, R3 und Dioden D3, D4 verbunden sind; die Gate-Elektroden der beiden Thyristoren D1, D2 weiterhin jeweils mit dem Eingangs Anschluss eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden D5, D6, D7, D8 aufgebaut ist, verbunden sind; einer Spannungsreglerdiode D11 und einer Spannungsreglerdiode D9 gleichgerichtet in Reihe verbunden sind, woraufhin die seriellen Anoden der Spannungsreglerdiode D11, D9 mit den Kathoden des Vollbrückengleichrichters verbunden werden, wobei die seriellen Kathoden der Spannungsreglerdiode D11, D9 mit den Anoden des Vollbrückengleichrichter verbunden werden; wobei die Anode einer Diode D10 mit der Anode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, die Kathode der Diode D10 mit einem Ende des Schalters K10 verbunden ist und das andere Ende des Schalters K10 mit der Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist; der stabilisierte Spannungswert U3 der in Reihe geschalteten Spannungsreglerdiode D11 und Spannungsreglerdiode D9 gleich U3 = k2(U1 + U2); wobei k2 einen Zuverlässigkeitsskoeffizienten bezeichnet und ein Wert von 1,1 bis 1,5, U1 = k1U2 ist; k1 ein Zuverlässigkeitsskoeffizient ist und einen Wert von 1,2 bis 2 hat; U2 den Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen 1,2 des Laststufenschalters bezeichnet; die Summe der positiven Diodenspannungsabfälle aller Halbleiter einer Gateelektroden-Triggerschleife des Thyristors D1 oder D2 etwa bei 1,5 liegt; U4 den maximalen Strom bezeichnen und den transienten Spitzenwert des Kurzschlußstroms einschließt, der eventuell hindurchfließt, sowie den positiven Diodenspannungsabfall am Hauptschaltkreis des Thyristors D1 oder D2.
  • Der Anschluss eines nicht-gemeinsamen Anschlusses des Hauptschaltkreises und der Anschluss eines nicht-gemeinsamen Anschlusses des Übergangsschaltkreises sind ferner mit einer bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung verbunden; der Spannungsstabilisierungswert der bidirektionalen Spannungsstabilisierungsschaltung ist größer als der Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen I, II des Laststufenschalters und kleiner als die stabilisierte Spannung U1 der Spannungsreglerdiode D9.
  • Die Schalter (Kontakte) sind Verriegelungs-Schaltschütze und sind aus Schließspulen, Auslösespulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten aufgebaut; oder es handelt sich um Schaltschütze ohne Verriegelung, die aus Schließspulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten aufgebaut sind; die Spulen werden unter Strom gesetzt bzw. ihr Strom wird unterbrochen, um das Ein- und Ausschalten der Schalter (Kontakte) zu realisieren.
  • Ein thyristorgestützter Laststufenschalter ist aufgebaut aus einem Stufenwähler und einem Schalter;
    die Stufenwähler werden mit dem Schalter verbunden, und nachdem der Stufenwähler den Stromabnehmer eines Regeltransformators gewählt hat, wird duch den Schalter eine Lastschaltung des Stromabnehmers realisiert; wobei der Schalter einen Hauptschalter K21-1, einen Hauptschalter K22-1, eine erste wirtschaftliche bzw. effiziente Thyristor-Hilfsschaltung I, eine zweite wirtschaftliche bzw. effiziente Thyristor-Hilfsschaltung II, einen Piezowiderstand R und drei Anschlüsse J1, J2, J3 umfasst;
    ein Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J1 verbunden, und das andere Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J3 verbunden und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I mit dem Hauptschalter K21-1 parallel geschaltet;
    ein Ende des Hauptschalters K22-1 ist mit dem Anschluss J2 verbunden und das andere Ende des Hauptschalters K22-1 mit dem Anschluss J3 verbunden und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II mit dem Hauptschalter K22-1 parallel geschaltet;
    das Ende der ökonomische Thyristor-Hilfsschaltung I, das nahe bei J1 liegt, und das Ende der ökonomische Thyristor-Hilfsschaltung II, das nahe an J2 liegt, sind ferner mit dem Piezowiderstand R verbunden;
    ein Paar von Schaltern ist jeweils in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I und in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II angeordnet, um den Zustandsschalter für die entsprechende Thyristor-Hilfsschaltung zu steuern, wobei in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I das Bezugszeichen eines normalerweise offenen Schalters KA K23-1 ist und das Bezugszeichen von KB K25-1 ist;
    wobei in der ökonomischen Thyristor-Hilfsschaltung II das Bezugszeichen eines normalerweise offenen Schalters KA K24-1 ist und das Bezugszeichen von KB K26-1 ist;
    ein thyristorgestützter Laststufenschalter ist aus einem Stufenwähler und einem Schalter aufgebaut; die Stufenwähler sind mit dem Schalter verbunden, und nachdem der Stufenwähler den Stromabnehmer eines Regeltransformators gewählt hat, wird duch den Schalter eine Lastschaltung des Stromabnehmers realisiert; wobei der Schalter einen Hauptschalter K21-1, einen Hauptschalter K22-1, einen Schalter K27-1, einen Schalter K28-1, eine ökonomische Thyristor-Hilfsschaltung I und eine ökonomische Thyristor-Hilfsschaltung II, einen Piezowiderstand R und drei Anschlüsse J1, J2, J3 umfasst;
    ein Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J1 verbunden, und das andere Ende des Hauptschalters ist mit dem Anschluss J3 verbunden; wobei ein Ende der ökonomischen Thyristor-Hilfsschaltung I mit dem Anschluss J3 verbunden ist, und das andere Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung ist durch den Schalter K27-1 mit dem Anschluss J1 verbunden;
    ein Ende des Hauptschalters K22-1 ist mit dem Anschluss J2 verbunden, und das andere Ende des Hauptschalters ist mit dem Anschluss J3 verbunden; ein Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II ist mit dem Anschluss J3 verbunden, und das andere Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II ist durch den Schalter K28-1 mit dem Anschluss J2 verbunden;
    das Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I ist mit dem Schalter K27-1 verbunden und das Ende der Thyristor-Hilfsschaltung II ist mit dem Schalter K28-1 verbunden, wobei diese weiterhin mit dem Piezowiderstand R verbunden sind;
    ein Paar Schalter ist jeweils in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I und der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II vorgesehen, um den Zustandsschalter der Thyristor-Hilfsschaltung zu kontrollieren, wobei: das Bezugszeichen eines normalerweise geöffneten Schalters KA der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I K23-1 und das Bezugszeichen von KB K25-1 lautet;
    wobei das Bezugszeichen eines normalerweise geöffneten Schalters KA der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II K24-1 und das Bezugszeichen von KB K26-1 lautet.
  • Die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II weisen die gleiche Struktur auf und umfassen:
    ein Paar von Thyristoren D1, D2, die umgekehrt und parallel konstruiert wurden, um einen Hauptschaltkreis der Thyristor-Hilfsschaltung zu bilden;
    einen Widerstand R1 und einen Kondensator C1 sind in Reihe verbunden, die mit den beiden Enden der Thyristoren D1, D2 umgekehrt parallel verbunden sind;
    wobei Gate-Elektroden und Kathoden der beiden Thyristoren D1, D2 jeweils mit Kondensatoren C2, C3, Widerständen R2, R3 und Dioden D3, D4 verbunden sind; Anoden der Dioden D3, D4 jeweils mit den Gate-Elktroden der Thyristoren D1, D2 verunden sind und Kathoden der Dioden, D3, D4 ist jeweils mit den Kathoden der Thyristoren D1, D2 verbunden sind;
    wobei der Eingangs Anschluss des aus den Dioden D5, D6, D7, D8 aufgebauten Vollbrückengleichrichters nach der seriellen Verbindung mit einem normalerweise offenen Schalter KB zwischen den Gate-Elektroden der beiden Thyristoren D1, D2 verbunden wird; dabei ist das Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters mit der Spannungsreglerdiode D9 verbunden, wobei die Kathode der Spannungsreglerdiode D9 Kathode mit dem Ausgangsende der Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist;
    die Dioden D13, D14, D15 sind in der gleichen Richtung in Reihe verbunden, und auch die Dioden D16, D17, D18 sind in der gleichen Richtung in Reihe verbunden, wobei die beiden Diodenstränge in Reihe mit dem normalerweise offenen Schalter KA verbunden werden, nachdem sie umgekehrt parallel verbunden und danach zwischen den Gate-Elektroden der zwei Thyristoren D1, D2 verbunden wurden.
  • In den Stromabnehmer Anschlusss des Regeltransformators ist der ganz in der Mitte liegende Anschluss als Nulllinie definiert, wobei die Nulllinie und ein anliegender Stromabnehmer Anschluss des Regeltransformators jeweils mit zwei Anschlüssen der primären Spule des Transformators T2 verbunden sind und der Anschluss einer sekundären Spule des Tansformators Wechselstrom-Steuerspannung bereitstellt; dabei ist ein Anschluss der Wechselstrom-Steuerspannung als Nulllinie definiert, wobei die Nulllinie der primären Spule des Transformators T2 mit der Nulllinie der sekundären Spule des Transformator T2 verbunden ist;
    der Anschluss der Wechselstrom-Steuerspannung wird auch als Eingang für ein Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul benutzt, wobei das Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul für den Schalter Gleichstrom-Steuerspannung bereitstellt, wobei das Niedrigpotential Anschluss der Gleichstrom-Steuerspannung als Nulllinie der Gleichstrom-Steuerspannung definiert ist, und wobei die Nulllinie der Gleichstrom-Steuerspannung mit der Nulllinie der Wechselstrom-Steuerspannung verbunden ist.
  • Das Betriebsverfahren des thyristorgestützten Laststufenschalters ist durch Folgendes gekennzeichnet:
    • a Die Betriebsweise des Umschaltens vom Leiten des Anschlusses J1 des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss J3 zum Leiten des Anschlusses J2 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 ist wie folgt: (1) Einschalten des Schalters K23-1 und Einschalten des Schalters K26-1; (2) Ausschalten des Hauptschalters K21-1; (3) Ausschalten des Schalters K23-1; (4) Einschalten des Schalters K24-1; (5) Einschalten des Hauptschalters K22-1; (6) Zurücksetzen der gesamten Gruppe.
    • b. Die Betriebsweise des Umschaltens vom Leiten des Anschlusses J2 des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss J3 zum Leiten des Anschlusses J1 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 ist wie folgt: (1) Einschalten des Schalters K24-1 und Einschalten des Schalters K25-1; (2) Ausschalten des Hauptschalters K22-1; (3) Ausschalten des Schalters K24-1; (4) Einschalten des Schalters K23-1; (5) Einschalten des Hauptschalters K21-1; (6) Zurücksetzen der gesamten Gruppe.
  • Beim Umschalten vom Leiten des Anschlusses J1 des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss J3 zum Leiten des Anschlusss J2 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 ist das Zeitintervall zwischen dem Ausschalten des Schalters K23-1 und dem Einschalten des Schalters K24-1 größer als 20 Millisekunden;
    beim Umschalten vom Leiten des Anschlusses J2 des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss J3 zum Leiten des Anschlusses J1 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 ist das Zeitintervall zwischen Abschalten des Schalters K24-1 und dem Einschalten des Schalters K23-1 größer als 20 Millisekunden.
  • Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind: Entfernung des Übergangswiderstands, Lösung des Erhitzungsproblems des Widerstands; in Situationen mit hohen Sicherheitsanforderungen können Maßnahmen ergriffen werden, um den Kurzschlusskreislauf zu begrenzen, um so die Sicherheit der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung und der Transistor-Umschaltschaltung zu gewährleisten. Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung und der Transistor-Umschaltschaltung werden mit stärkeren Störschutzmaßnahmen versehen, um auch unter starken Impulsstörbedingungen den zuverlässigen Betrieb des thyristorgestützten Laststufenschalters zu gewährleisten. Während des Prozesses der Unterbrechung und Leitung des mechanischen Schalters wird kein elektrischer Strom erzeugt; dabei wird eine lichtbogenfreie Schaltung realisiert; und der Schalterkontakt wird nicht durch häufige Aktivierung beschädigt. Der Energiespeichermechanismus des traditionellen Laststufenschalters kann entfallen, wodurch die Gesamtbetriebszeit des thyristorgestützten Laststufenschalters verkürzt werden kann. Der komplizierte mechanische Verbindungsmechanismus, insbesondere der Energiespeichermechanismus, wird entfernt, um das Volumen und das Gewicht des Laststufenschalters zu reduzieren; die Ausfallrate verringert sich dadurch. Eine Steuerschaltung in Form eines Zwischen-Relais (Schaltschütz), um sicherzustellen, dass erst nach Beendigung des Betriebs eines Schalters ein Übergaang zum Betriebsprogramm des nächsten Schalters stattfindet, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Die Realisation des Betriebs des Stufenwählers bedarf keiner Intervention des Stufenwählers, der Schalter wird zum Betrieb gestartet, sobald der Betrieb des Stufenwählers beendet ist; es liegt kein Eingreifen des Stufenwählers in den Schaltvorgang vor; zwischen Stufenwähler und Schalter werden keine Einschränkung einer mechanischen Verbindung notwendig, die logischen Beziehungen sind klar und das Zusammenwirken praktisch.
  • Für den thyristorgestützten Laststufenschalter können die elektrischen Schalter manuell bedient werden, um in sequentiellem Betrieb eine Lastschaltung des Schalters zu erreichen; der elektrische Schalter kann durch einen mechanischen Verbindungsmechanismus angetrieben werden, um in sequentieller Weise eine Lastschaltung des Schalters zu erreichen; der elektrische Schalter kann durch die Kontakte eines Schaltschützes (Relais) gesteuert werden, um in sequentieller Weise eine Lastschaltung des Schalters zu erreichen; eine Vielzahl von Verfahren können eingesetzt werden, wodurch die Anwendung flexibel ist. Der Betriebszustand des Hauptkontakts wird durch den Hilfskontakt des Relais (Schaltschütz) reflektiert, denn es wird sichergestellt, dass der Übergang zum Betriebsprogramm des nächsten Schalters erst erfolgt, wenn der Betriebszustand eines bestimmten Schalters sichergestellt ist, und dass der Übergang zum Betriebsprogramm des nächsten Schalters sofort erfolgt, wenn der Betriebszustand des bestimmten Schalters festgestellt wird; so wird eine perfekte Kombination aus Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit erreicht. Außer dem Hauptschalter benötigt ein Schalter des thyristorgestützten Laststufenschalters kein anderes Relais mit großer Kapazität (Schaltschütz); es wird nur der Kontakt eines Relais mit kleiner Kapazität benötigt, um das Ein- und Ausschalten einer Thyristor-Triggerschaltung zu steuern, um einen Hochstrom-Thyristor ein- und auszuschalten, um wiederum den Laststufenschalter umzuschalten. Der Laststufenschalter ist von seiner Struktur her einfach, bequem zu steuern und kostengünstig. Der Hauptschalter und der Kontakt des Relais mit kleiner Kapazität (Schaltschütz) sind in lichtbogenfreier Weise umgesetzt. Während des inaktiven Zeitraums des Laststufenschalters gibt es keine elektrische Spannung in der Thyristor-Hilfsschaltung, so dass die Sicherheit der Thyristor-Hilfsschaltung relativ hoch ist. Die Spannungsdifferenz zwischen dem Steuerspannungsversorgungspotential und dem Schalterkontakt des Schalters des thyristorgestützten Laststufenschalters ist gering, und die Anforderungen an die Spannungsfestigkeit des Isoliermaterials dazwischen sind niedrig; insbesondere für den Lastumschalter eines 10-kV-Systems kann der Laststufenschalter der vorliegenden Erfindung durch ein übliches Wechselstromschütz hergestellt werden, um Herstellungskosten zu reduzieren.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt Struktur und Verbindungsart eines bereits vorhandenen Laststufenschalters.
  • 2 zeigt Struktur und Verbindungsart eines thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • 3 zeigt eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung.
  • 4 zeigt die serielle Verbindung einer Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung.
  • 5 zeigt einen Reaktor- bzw. Drossel-Aufbau.
  • 6 zeigt die Struktur und Verbindungsart einer zweiten Art von thyristorgestütztem Laststufenschalter.
  • 7 zeigt eine n Thyristorschaltkreis.
  • 8 zeigt die Struktur und die Verbindungsart eines dritten Ausführungsbeispiels eines thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • 9 zeigt die Steuerschaltung des Schalters des dritten Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • 10 zeigt eine Steuerschaltung eines Schalters eines thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • 11 zeigt die Steuerschaltung eines Schalters eines zweiten Ausführungsbeispiels eines thyristorgestütztem Laststufenschalters.
  • 12 zeigt die Struktur eines Schalters eines vierten Ausführungsbeispiels eines thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • 13 zeigt eine wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung.
  • 14 zeigt die Struktur eines Schalters eines fünften Ausführungsbeispiels eines thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • 15a zeigt eine Steuerschaltung eines Umschaltzustands des dritten Ausführungsbeispiels.
  • 15b zeigt eine Steuerschaltung eines Umschaltzustands des vierten Ausführungsbeispiels.
  • 16 zeigt die Stromversorgungsstruktur eines thyristorgestützten Laststufenschalters.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ausführungsbeispiel 1:
  • Nachstehend erfolgt eine weitere Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und Ausführungsbeispielen.
  • 1 zeigt die Wirkprinzipstruktur und Verbindungsart eines existierenden Laststufenschalters. Der Laststufenschalter ist aus einem Stufenwähler und einem Schalter aufgebaut. Der Stufenwähler ist mit dem Schalter verbunden, und nachdem der Stufenwähler einen Stromabnehmer eines Regeltransformators ausgewählt hat, wird durch den Schalter eine Lastschaltung des Stromabnehmers realisiert. Das Funktionsprinzip des Stufenwählers des Laststufenschalters ist allgemein bekannt; die Besonderheit des Laststufenschalters ist der Schalter, wobei der so genannte Laststufenschalter sich allgemein auf den Schalter (Wahlschalter) am Laststufenschalter bezieht.
  • Der prinzipielle Aufbau und die Verbindungsart eines thyristorgestützten Laststufenschalters der vorliegenden Erfindung werden in 2 gezeigt. Er umfasst zwei Stufenwähler-Anschlüsse I1, II2, einen gemeinsamen Anschluss 3, zwei Umschalter K5, K6, einen Hauptvakuumschalter K1, eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, eine lineare Drossel L1, eine Sättigungsdrossel L2 und eine bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7; ein Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K5 und ein Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K6 sind gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss I1 verbunden, der andere Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K5 und der andere Stromabnehmer-Anschluss des Umschalters K6 sind gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss II2 verbunden; der gemeinsame Anschlusss des Umschalters K5 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters vermittels des Hauptvakuumschalters K1 verbunden, um einen Hauptschaltkreis zu bilden; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K6 ist mit dem gemeinsamen Anschlusss 3 des Laststufenschalters durch die lineare Drossel L1, die Sättigungsdrossel L2 und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 in Reihe verbunden, um einen Übergangsschaltkreis zu bilden; und die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K5 und dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K6 verbunden.
  • Die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 ist wie in 3 gezeigt. Eine Sicherung FU1 ist in Reihe mit einem Paar von Thyristoren D1, D2, das umgekehrt parallel geschaltet ist, verbunden, um einen Hauptschaltkreis zu bilden. Ein Widerstand R1 und ein Kondensator C1 sind mit den beiden Enden der Thyristoren D1, D2 umgekehrt parallel verbunden, nachdem sie in Reihe geschaltet wurden, um die Schwingungsdämpfung in Prozessen zu erreichen, welche die Thyristoren D1, D2 ein- und ausschalten, um zu verhindern, dass es zu falscher Aktivierung durch überschnellen Spannungsanstieg an den beiden Enden der Thyristoren D1, D2 kommt. Die Gateelektroden und die Kathoden der beiden Thyristoren D1, D2 sind jeweils mit Kondensatoren C2, C3 und Widerständen R2, R3 verbunden, um Störeinflüssen widerstehen zu können; die Anoden der Dioden D3, D4 sind jeweils mit den Kathoden der Thyristoren verbunden, und die Kathoden der Dioden sind jeweils mit den Gate-Elektroden der Thyristoren verbunden, um die Gateelektroden und die Kathoden davor zu schützen, von einer Rückwärtsspannung durchbrochen zu werden, und einen Rückstrompfad bereitzustellen. Die Gate-Elektroden der beiden Thyristoren D1, D2 sind weiterhin jeweils mit dem Eingangs Anschluss eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden D5, D6, D7, D8 aufgebaut ist, verbunden; das Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters ist mit einer Spannungsreglerdiode D9 verbunden, wobei die Kathode der Spannungsreglerdiode D9 mit der Ausgangsend-Anode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, und wobei die Anode der Spannungsreglerdiode D9 mit der Ausgangsend-Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, wobei D9 mehrere Niedrigspannungspegel-Spannungsreglerdioden D9 nutzt, die seriell verbunden werden, um eine Spannungsreglerdiode mit hohem Spannungspegel zu erhalten.
  • Die spabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 sollte größer als der Spitzenwert der maximalen normalen Spannung zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen I1 und II2 sein, um sicherzustellen, dass die Spannungsreglerdiode D9 beim Durchführen der Lastspannungsregelung innerhalb der maximalen normalen Fluktuationsreichweite nicht leitet. Wenn die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 zu groß ist, muss die Stehspannung des Hauptvakuumschalters K1 vergrößert werden und die Stehspannungen der Thyristoren D1, D2 müssen vergrößert werden, um das Volumen und die Investition des Laststufenschalters zu vergrößern. Wenn die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 zu groß ist, vergrößert sich der Störeinfluss der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 in Bezug auf andere Vorrichtungen, und die Verlässlichkeit des thyristorgestützten Laststufenschalters ist relativ schlecht. Insbesondere ist es so, dass, wenn die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 zu groß ist, der Störeinfluss der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 eine transiente Gleichspannungskomponente erzeugt, was dazu führt, dass der Regeltransformator einen Magnetisierungs-Stromstoß erzeugt, welcher für eine Schutzauslösung sorgt. Die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 kann nicht zu groß siein, um den verlässlichen Betrieb des thyristorgestützten Laststufenschalters zu garantieren Daher ist die stabilisierte Spannung des Spannungsreglerdiode D9 gleich U1 = k1U2; k1 ist dabei ein Zuverlässigkeitsskoeffizient und hat einen Wert von 1,2 bis 2; U2 bezeichnet den Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlusss 1,2 des Laststufenschalters. Es wird bevorzugt, dass k1 1,5 beträgt.
  • Das Leiten des Stufenwähler-Anschlusss I1 des thyristorgestützten Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss 3 kann zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusses II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 umgeschaltet werden; das Leiten des Stufenwähler-Anschlusses II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 kann zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusses I1 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 umgeschaltet werden.
  • Das Wirkprinzip des Umschaltens des Leitens des Stufenwähler-Anschlusss I1 des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss 3 zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusss II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 gestaltet sich wie folgt:
    • (1) Der Umschalter K6 wird umgeschaltet; die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 wird eingeschaltet, und die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 ist größer als der Spitzenwert der maximalen normalen Wechselspannung zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen I1, II2, wobei die Spannungsreglerdiode D9 nicht leitet, und wobei die Thyristoren D1, D2, die umgekehrt und parallel verbunden sind, nicht ausgelöst werden; die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 leitet dabei nicht;
    • (2) Der Hauptvakuumschalter K1 ist ausgeschaltet; der Hauptschaltkreis ist ausgeschaltet, und das Potential von Anschluss 3, welches mit einer Ladung verbunden ist, sinkt rasch; die Spannungen an den zwei Enden der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 steigen rasch an, wenn der Momentanwert der Spannung größer als die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 ist, wobei die Spannungsreglerdiode D9 leitet, um das Leiten des Thyristors D1 oder D2 auszulösen, wobei der Übergangsschaltkreis automatisch eingeschaltet wird; Laststrom fließt dabei vom Stufenwähler-Anschluss II2 ein und durch den Übergangsschaltkreis vom gemeinsamer Anschluss 3 wieder heraus; da es sich bei dem elektrischen Strom um Wechselstrom handelt, unterbricht die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 beim Stromnulldurchgang automatisch die Stromschleife einmal; danach steigen an den beiden Enden der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 die Spannungen wieder an, und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 leitet wieder; die Spannungen an den zwei Enden der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 sind Pulsspannungen, die alle 10 Millisekunden positive und negative Transformationen durchführen; dabei ist der Pulsspitzenwert gleich der stabilisierten Spannung der Spannungsreglerdiode D9. Die Pulsspannung die positive und negative alterniert, hat keinen großen Einfluss auf den Laststrom und auch auf die Wellenform der Lastspannung keinen großen Einfluss; der Laststrom wird durch den Hauptschaltkreis zum Übergangsschaltkreis transferiert;
    • (3) der Umschalter K5 wird umgeschaltet;
    • (4) der Hauptvakuumschalter K1 wird eingeschaltet; der Laststrom fließt durch den Hauptvakuumschalter K1, und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 wird auf null herabgesetzt.
  • Wenn der Hauptvakuumschalter K1 nicht ausgeschaltet wird, unterliegt die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 Störbeeinflussung und bildet aufgrund falscher Leitung einen Kurzschlusskreislauf. Für ein Energiesystem mit großer Kapazität ist es im Falle einer Reaktanz der linearen Drossel L1 von null so, dass ein sehr großer Kurzschlusskreislauf gebildet wird. Zu dieser Zeit ist der Effekt der Begrenzung des Kurzschlusskreislaufs sehr offensichtlich, solange die Reaktanz der linearen Drossel L1 etwas größer als null ist. Daher muss zur Sicherheit des thyristorgestützten Laststufenschalters die Reaktanz der linearen Drossel L1 unbedingt über null liegen. Wenn die Reaktanz der Drossel L1 groß ist, liegen die Vorteile darin, dass der geformte Kurzschlusskreislauf klein ist und es eine gute Sicherheit gibt. Der Nachteil ist, dass der Drossel*** L1 eventuell eine größere Störung erzeugen kann, insbesondere bewirkt die Gleichstromkomponente, dass ein Eisenkerntransformator einen Magnetisierungs-Stromstoß generiert, was zu einer recht großen Schädigung führen kann. Für den Reaktor bzw. die Drossel L1 muss in Bezug auf die Begrenzung der Größe des Kurzschlusskreislaufs und Reduktion der Störung eine Balance gefunden werden. Unter Berücksichtigung dessen, dass die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung die Zeit des Kurzschlusskreislaufs innerhalb eines halben Kreislaufs begrenzen kann, so lange der Kurzschlusskreislauf nicht größer als das Zehnfache des Bemessungsbetriebsstroms des Thyristors ist, was nämlich die Sicherheit des Thyristors garantiert; die Reaktanz der Drossel L1 sollte größer als null und kleiner als Z1 sein; Z1ist gleich einem Quotienten, der durch das Abziehen eines Nennlaststroms von der Nennspannung zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen 1, 2. erreicht wird. Die Reaktanz der linearen Drossel L1 sollte größer als null und kleiner als etwa 0.1Z1 sein. Zur Reduktion des Volumens handelt es sich beim Reaktor bzw. der Drossel L1 vorzugsweise um einen mit Luftspalt-Eisenkern.
  • Die Sicherung FU1 kann den Kurzschlusskreislauf unterbrechen, um als Reserveschutz des Thyristors D1 (D2) zu dienen.
  • Eine Funktion der Sättigungsdrossel L2 ist die Reduktion der Rate des Anstiegs des Stromflusses im leitenden Moment des Thyristors D1 (D2). Die andere Funktion der Sättigungsdrossel L2 ist, dass die Sättigungsdrossel mit dem Resistor R1 und dem Kondensator C1 zusammenwirkt, um in der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 die Störschutzfähigkeiten der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 zu erhöhen. Die Störfestigkeit für enge Spannungspulse ist größer als die einer linearen Drossel.
  • Die Funktion der bidirektionalen Spannungsstabilisierungsschaltung 7 besteht darin, sicherzustellen, dass die Spannungen an den beiden Enden der bidirektionalen Spannungsstabilisierungsschaltung 7 einen Spannungsstabilisierungswert nicht übersteigen, wobei der Spannungsstabilisierungswert der bidirektionalen Spannungsstabilisierungsschaltung 7 größer als U2 und kleiner als die stabilisierte Spannung U1 der Spannungsreglerdiode D9 ist. Wenn die Spannung zwischen den Stufenwähler Anschlüssen I1, II2 eine normale Nennspannung ist, wird die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 nicht leitend gemacht; im Fall einer höheren Störimpuls-Spannung zwischen den Stufenwähler Anschlüssen I1, II2 wird der Störimpuls reduziert, um zu gewährleisten, dass die Störimpuls-Spannung nicht größer ist als die stabilisierte Spannung U1 der Spannungsreglerdiode D9 in der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 ist, um den Störimpuls zwischen den Stufenwähler Anschlüssen I1, II2 daran zu hindern, ein Leiten der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 auszulösen und den Kurzschlusskreislauf zu erzeugen. Wenn andere Schaltungen bereits den Störimpuls zwischen den Stufenwähler Anschlusss I1, II2 beseitigen können, kann auf die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 verzichtet werden. Die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 kann durch einen Piezowiderstand erreicht werden oder durch ein Paar von Hochleistungs-spannungsreglerdioden, die umgekehrt in Reihe geschaltet sind.
  • Wenn der thyristorgestützte Laststufenschalter mit einem Extrahochspannungspegel angelegt wird, sind die Stehspannungen der vorhandenen Thyristoren D1, D2 unzureichend. Mehrere Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltungen 4 können seriell verbunden werden, um die Betriebsspannung zu verbessern. 4 zeigt eine Reihenschaltung von drei Stufen der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltungen. R4 bezeichnet einen Teilungswiderstand; wenn mehrere Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltungen in Reihe verbunden sind, gleicht R4 die Spannungen der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltungen aus.
  • Der thyristorgestützte Laststufenschalter aus 2 ist mit einer linearen Drossel L1 und einer Sättigungsdrossel L2 ausgestattet. Wie in 5 gezeigt, können zur weiteren Vereinfachung der Konstruktion der linearen Drossel L1 und die Sättigungsdrossel L2 in einer Einzeldrossel L3 zusammengeführt werden. Die Drossel L3 ist mit einem magnetischer Flusseisenkern mit geschlossenem Kreislauf 5 und einer Spule L3 ausgestattet, wobei ein Teil des Abschnitts des magnetischen Flusseisenkerns mit geschlossenem Kreislauf 5 eine größere Querschnittsfläche aufweist, während die Querschnittsfläche des übrigen Abschnitts des Eisenkerns kleiner ist; die Spule L3 ist auf den Eisenkern an dem Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche gewickelt. Wenn der elektrische Strom relativ klein ist, ist der Eisenkern mit geschlossenem Kreislauf ungesättigt; die Spule L3 ist äquivalent zu der Sättigungsdrossel L2. Wenn der Strom relativ groß ist, wird der Eisenkern an dem Abschnitt mit der kleineren Querschnittsfläche des Eisenkerns mit geschlossenem Kreislauf gesättigt, und der Eisenkern an dem Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche ist ungesättigt; die Reaktanz der Spule L3 wird rasch auf einen kleineren Wert abgesenkt, und zu diesem Zeitpunkt ist die Spule L3 äquivalent zur linearen Drossel L1.
  • Wie in 5 gezeigt, kann einr Drossel L3 statt der linearen Drosselspule L1 und der Sättigungsdrossel L2 eingesetzt werden, um das Drosselvolumen zu reduzieren.
  • Ausführungsbeispiel 2:
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel des thyristorgestützten Laststufenschalters ist wie in 6 gezeigt. Es umfasst zwei Stufenwähler-Anschlüsse I1, II2, einen gemeinsamen Anschluss 3, zwei Umschalter K5, K6, einen Steuerschalter K10, der durch einen Thyristorschalter 6 gesteuert wird, eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, eine lineare Drossel L1, zwei Sättigungsdrosseln L2, L4, eine bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7; ein Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K5 und ein Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K6 sind gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss I1 verbunden, wobei der andere Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K5 und der andere Stromabnehmer Anschluss des Umschalters K6 gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss II2 verbunden ist; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K5 ist in Reihe mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters verbunden, und zwar über die Sättigungsdrossel L4 und den Thyristorschalter 6, der durch einen Steuerschalter K10 gesteuert wird, um einen Haupschaltkreis zu bilden; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K6 ist in Reihe mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters verbunden, und zwar durch die lineare Drossel L1, die Sättigungsdrossel L2 und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, um einen Übergangsschaltkreis zu bilden; die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K5 und dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K6 verbunden.
  • Der Schaltkreis eines Thyristorschalters 6, wird von einem Steuerschalter K10 gesteuert, wie in 7 gezeigt, wobei 7 eine Abwandlung von 3 ist. Was die identischen Bereiche von 7 und 3 angeht, so sind die Besonderheiten und Parameter ebenfalls die gleichen und sollen hier nicht überflüssigerweise wiederholt werden.
  • Der Unterschied zwischen 7 und 3 liegt in Folgendem: Eine Diode D10 und der Steuerschalter K10 wurden hinzugefügt. Die Anode der Diode D10 ist mit der Anode eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden D5, D6, D7, D8 aufgebaut ist, verbunden, und die Kathode der Diode D10 ist mit einem Ende des Schalters K10 verbunden, und das andere Ende des Schalters K10 ist mit der Kathode eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden D5, D6, D7, D8 aufgebaut ist, verbunden. Wie aus 7 ersichtlich, ist es so, dass der Thyristorschalter 6 leitet, wenn der Schalter K10 leitet, und wenn der Schalter K10 nicht mehr leitet, leitet auch der Thyristorschalter 5 nicht mehr. Nachdem der Steuerschalter K10 eingeschaltet ist, ist der elektrische Strom, der durch den Steuerschalter K10 fließt, der Thyristor-Auslösestrom, wobei der elektrische Strom sehr klein ist. Das Leiten bzw. das Beenden des Leitens des Hochstrompfads des Thyristorschalters 6 kann durch den Steuerschalter K10 mit einer kleinen Kapazität gesteuert werden, um den Elektrolichtbogen zu reduzieren, der durch das Ausschalten des Laststroms generiert wird, und um die Steuergeschwindigkeit sowie Sensibilität des Schalters zu erhöhen.
  • Der Unterschied zwischen 7 und 3 liegt auch in Folgendem: Es wurde eine Spannungsreglerdiode D11 hinzugefügt. Die Spannungsreglerdiode D11 und die Spannungsreglerdiode D9 sind in Reihe in der gleichen Richtung verbunden, um den Platz der ursprünglichen Spannungsreglerdiode D9 einzunehmen. Die Spannungsreglerdiode D11 und die Spannungsreglerdiode D9 sind in Reihe verbunden, um die folgenden zwei Funktionen zu erreichen:
    • (1) Überspannungsschutz des Thyristorschalters 6.
    • (2) Wenn der Thyristorschalter 6 auf einen Hochspannungspegel-Laststufenschalter angewandt wird, sind die Stehspannungen der vorhandenen Thyristoren D1, D2 eventuell nicht aureichend, und eine Vielzahl von Thyristorschaltern 6 müssen in Reihe verbunden werden, um die Betriebsspannung zu erhöhen, wie in 4 gezeigt. Da jede Stufe des Thyristorschalters 6 einen Steuerschalter K10 aufweist, kann der Betrieb der jeweiligen Steuerschalter K10 eventuell asynchron sein, und vor dem Hintergrund, dass der Betrieb der jeweiligen Steuerschalter K10 asynchron sein kann, können die Spannungsreglerdiode D11 und das Spannungsreglerdiode D9 sicherstellen, dass der Thyristorschalter 6 korrekt arbeitet.
  • Falls die stabilisierte Spannung der in Reihe verbundenen Spannungsreglerdiode D11 und der Spannungsreglerdiode D9 zu gering ist, sorgt der Impuls, der von der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 generiert wird für ein fehlerhaftes Leiten des Thyristorschalters 6. Wenn die stabilisierte Spannung der in Reihe verbundenen Spannungsreglerdiode D11 und der Spannungsreglerdiode D9 zu groß ist, müssen die Stehspannungen der Thyristoren D1 und D2 erhöht werden, was zu einem vergrößerten Volumen und Investition in Bezug auf den Laststufenschalter führt. Wenn die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 zu groß ist, kann eine Vielzahl von in Reihe verbundenen Thyristorschaltern 6 nicht die Funktion gemäß Punkt (2) erzielen. Nach der seriellen Verbindung der Spannungsreglerdiode D11 und der Spannungsreglerdiode D9 ist die stabilisierte Spannung U3 = k2(U1 + U2); k2 bezeichnet dabei einen Zuverlässigkeitskoeffizienten und hat einen Wert von 1,1 bis 1,5.
  • Wenn der Thyristor D1 (D2) leitet, hat der Thyristor D1 (D2) einen Vorwärtsspannungsabfall, wobei der Vorwärtsspannungsabfall des Thyristors D1 (D2) sich mit dem durchfließenden elektrischen Strom vergrößert. Es wird Folgendes angenommen: Bei dem Vorwärtsspannungsabfall des maximalen Stroms (einschließlich des momentanen Spitzenwerts des Kurzschlussstroms, der eventuell durchströmt), der durch den Thyristor D1 (D2) strömt, handelt es sich um U4. Wenn der Schalter K10 eingeschaltet wurde, fließt der elektrische Strom zuerst durch die Diode D10 und den Schalter K10, um die Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) auszulösen, um zu einem Leiten des Thyristors D1 (D2) zu führen. Die Spannungen der beiden Enden des Thyristors D1 (D2) fallen rasch zum Vorwärtsspannungsabfall ab, und wenn die Summe der Diodenvorwärtsspannungsabfälle aller Halbleiter, die in Reihe in der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) verbunden sind, größer als U4 ist, verschwindet der elektrische Strom des Gate-Elektrodenschaltkreises automatisch; wenn die Summe der Diodenvorwärtsspannungsabfälle aller Halbleiter, die in Reihe in der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) verbunden sind, kleiner als U4 ist, fließt Hochstrom durch den Gate-Elektrodenschaltkreis des Thyristors D1 (D2) und beschädigt den Thyristor D1 (D2). Wenn die Summe der Diodenvorwärtsspannungsabfälle aller Halbleiter der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) kleiner als 1,2U4 ist, kann eine Vielzahl von Dioden in Reihe verbunden werden, um D10 zu bilden, um den Vorwärtsspannungsabfall der Diode D10 zu erhöhen. Wenn zu viele Dioden D10 in Reihe verbunden werden, wird die Erhitzung verstärkt und die Nullstromwellenform wird defizitär. Die Summe der Diodenvorwärtsspannungsabfälle aller Halbleiter der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) liegt angemessenerweise bei etwa 1,5U4. Es ist nämlich so, dass die Summe des Vorwärtsspannungsabfälle der Dioden D4, D7, D10, D6 sowie der Gate-Elektrode des Thyristors D1 etwa bei 1,5U4 liegt, wobei die Summe des Vorwärtsspannungsabfalls der Dioden D3, D8, D10, D5 zuzüglich der Gate-Elektrode des Thyristors D2 bei etwa 1,5U4 liegt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Kombination aus Sättigungsdrossel L4 und Thyristorschalter 6 genutzt, um den Hauptvakuumschalter K1 des Haupschaltkreises im Ausführungsbeispiel 1 zu ersetzen. Der Hauptvakuumschalter K1 selbst weist eine sehr starke Anti-Interferenzfähigkeit auf, aber die Bedienung des Hauptvakuumschalters K1 benötigt eine größere mechanische Kraft, wodurch die Bedienung träge ist; es gibt einen Elektrolichtbogen im Zuge des Lösens des Kontakts, was in Bezug auf die anderen Halbleitervorrichtungen Störeinflüsse generiert. Der Steuerschalter K10 des Thyristorschalters 6 kann ein Miniaturrelais mit einem Kontakt sein und kann auch ein Festkörperschalter ohne Kontakt sein, wobei die Steuerspannung des Festkörperschalters ohne Kontakt klein, der Betrieb schneller und noch empfindlicher ist; in Bezug auf andere Halbleitervorrichtungen ist der Störeinfluss gering. Das Betriebsprinzip des Festkörperschalters ohne Kontakt sowie seiner Steuerschaltung ist allgemein bekannt und soll hier nicht noch einmal überflüssigerweise aufgeführt werden. Der Schwachpunkt des Thyristorschalters 6 liegt darin, dass es durch Störimpulse zu fehlerhaftem Betrieb kommen kann. Um die Störfestigkeit des Thyristorschalters 6 zu erhöhen, werden Sättigungsdrosseln L4 in Reihe verbunden. Eine Funktion der Sättigungsdrossel L4 ist es, die Anstiegsrate des elektrischen Strom im Leitmoment des Thyristors D1 (D2) im Thyristorschalter 6 zu reduzieren. Die andere Funktion der Sättigungsdrossel L4 ist es, dass die Sättigungsdrossel L4 mit dem Widerstan R1 und dem Kondensator C1 im Thyristorschalter 6 zusammenwirkt, um die Störfestigkeit des Thyristorschalters 6 zu erhöhen.
  • Der Funktionsprozess des Umschaltens des Leitens des Stufenwähler-Anschlusses I1 des Laststufenschalter mit dem gemeinsamen Anschluss 3 zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusses II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 gestaltet sich wie folgt: (1) Umschaltung des Umschalters K6; (2) Ausschalten des Steuerschalters K10; Ausschalten des Hauptschaltkreis und automatisches Einschalten des Übergangsschaltkreises; (3) Umschalten des Umschalters K5; (4) Einschalten des Steuerschalters K10.
  • Ausführungsbeispiel 3:
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel des thyristorgestützten Laststufenschalters der vorliegenden Erfindung ist wie in 8 gezeigt. Es umfasst: zwei Stufenwähler-Anschlusss I1, II2, einen gemeinsamenen Anschluss 3, einen Hauptkontakt einer ungeradzahligen Seite K11 bzw. nicht-festen Kapazität, einen Hauptkontakt einer geradzahligen Seite K12 bzw. festen Kapazität, vier Übergangsschalter K14, K15, K16, K17, eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, einen Thyristorschalter 6, der durch einen Steuerschalter K10 gesteuert wird, eine lineare Drossel L1, zwei Sättigungsdrosseln L2, L4 und eine bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7; ein Stufenwähler-Anschluss I1 ist jeweils mit den Übergangsschaltern K15, K17 verbunden, und der Stufenwähler-Anschluss II2 ist jeweils mit den Übergangsschaltern K14, K16 verbunden; die anderen Anschlüsse der Übergangschalter K14, K15 sind gemeinsam verbunden und sind außerdem in Reihe mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters durch die Sättigungsdrossel L4 und den Thyristorschalter 6, der durch den Steuerschalter K10 gesteuert wird, verbunden, um einen Hauptschaltkreis zu bilden; die anderen Anschlüsse der Übergangschalter K16, K17 sind gemeinsam verbunden und sind außerdem in Reihe mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters durch die lineare Drossel L1, die Sättigungsdrossel L2 und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 verbunden, um einen Übergangsschaltkreis zu bilden; die beiden Enden des Hauptkontakt einer ungeradzahligen Seite K11 sind jeweils mit dem Stufenwähler-Anschluss I1 und dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters verbunden, und die beiden Enden des Hauptkontakts einer geraden Seite K12 sind jeweils mit dem Stufenwähler-Anschluss II2 und dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters verbunden; die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 ist zwischen dem Verbindungs Anschluss der Übergangsschalter K14, K15 und dem Verbindungs Anschluss der Übergangsschalter K16, K17 verbunden.
  • Der Thyristorschalter 6 wird durch den Schalter K10 gesteuert; falls K10 eingeschaltet wird, leitet der Thyristorschalter 6, und falls K10 ausgeschaltet wird, leitet der Thyristorschalter 6 nicht.
  • In 8 sind der Hauptkontakt K11 der ungeradzahligen Seite und der Hauptkontakt K12 der geradzahligen Seite Schaltschütze mit Sperren, wobei diese aus Schließspulen, Auslösespulen (Blockierungslösung), Hauptkontakten und Hilfskontakten gebildet sind. Die vier Übergangsschalter K14, K15, K16, K17 sind Schaltschütze ohne Sperren, die aus Schließspulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten gebildet sind.
  • Der Hauptkontakt K11 der ungeradzahligen Seite und der Hauptkontakt K12 der geradzahligen Seite dienen der langfristigen Stromversorgung. Der Thyristorschalter 6 und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 können kurzfristig arbeiten, und der Thyristor D1 (D2) benötigt keine komplizierte Wärmeableitvorrichtung.
  • Die Steuerschaltung des Schalters für das Umschalten des Leitens des Stufenwähler-Anschlusses I1 des Laststufenschalters mit dem gemeinsamer Anschluss 3 zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusses II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 gestaltet sich wie in 9 gezeigt.
  • M+ bezeichnet eine positive Busleitung zur Steuerung der Energieversorgung, wohingegen M– eine negative Busleitung zur Steuerung der Energieversorgung bezeichnet; K11-T bezeichnet die Auslösespulespule (Blockierungslösung) des Schaltschützes K11, wobei K11-1, K11-2 die Hilfskontakte des Schaltschützes K11 sind; K12-H ist die Schließspule des Schaltschützes K12, wobei K12-1 der Hilfskontakt des Schaltschützes K12 ist. K14-1, K14-2, K15-1, K15-2, K16-1 und K16-2 bezeichnen jeweils Hilfskontakte der Übergangsschalter K14, K15, K16, wobei K10-1, K10-2, K10-3 die Hilfskontakte des Steuerschalters K10 bezeichnen und KC1, KC2, KC3 und KC4 Zwischen-Relais bezeichnen; BH bezeichnet einen Ausgangsschutzkontakt für den Fall, dass der Betrieb des Laststufenschalters geschützt und verboten ist, wobei der Kontakt BH geöffnet wird, um die Stromzufuhr der Steuerschaltung M1 zu unterbrechen; X1-2 bezeichnet einen Kommandokontakt eines Stufenwählers des Laststufenschalters, wobei, wenn der Stufenwähler des Laststufenschalters den Stromabnehmer auswählt, der Kontakt X1-2 eingeschaltet wird, um die Steuerschaltung des Laststufenschalters zu benachrichtigen, dass sie mit dem Betrieb beginnen kann.
  • Nach der Reihenverbindung mit dem Kontakt BH wird die positive Busleitung M+ für die Kontrolle der Energieversorgung mit einem Ende des Kontakts KC1-2, und das andere Ende des Kontakts KC1-2 ist mit einer M1-Busleitung verbunden; ein Knoten zwischen dem Kontakt BH und dem Kontakt KC1-2 verbindet den Hilfskontakt K12-1, den Kontakt X1-2 und die Spule KC1 in Reihe mit der Busleitung M–; der Kontakt KC1-1 ist auch parallel mit den zwei Enden des Kontakts X1-2 verbunden; M1 verbindet den Kontakt KC3-1 und die Spule K15 mit der Busleitung M– in Reihe; M1 verbindet den Kontakt K15-1, den Kontakt KC2-2 und die Spule K10 in Reihe mit der Busleitung M–; M1 verbindet den Kontakt KC2-3, den Kontakt K14-1 mit einem Knoten zwischen dem Kontakt KC2-2 und der Spule K10 in Reihe; ein Knoten zwischen dem Kontakt K15-1 und der KC2-2-Spule verbindet den Kontakt K10-1 und die Spule K11-T mit der Busleitung M– in Reihe; M1 verbindet seriell den Kontakt K16-1, den Kontakt K11-1 und die Spule K16 mit der Busleitung M–; ein Knoten zwischen dem Kontakt K16-1 und dem Kontakt K11-1 ist mit der Kathode einer Diode D12 verbunden, und ein Knoten zwischen dem Kontakt K10-1 und der Spule K11-T ist mit einer Anode einer Diode D12 verbunden; M1 verbindet seriell den Kontakt K16-2 und die Spule KC2 mit der Busleitung M–; der Kontakt KC2-1 ist parallel mit dem Kontakt K16-2 verbunden; M1 verbindet den Kontakt K11-2, den Kontakt KC2-4, den Kontakt K10-2 und die Spule KC3 mit der Busleitung M–; M1 verbindet seriell den Kontakt KC3-2 mit einem Knoten zwischen dem Kontakt K10-2 und der Spule KC3; ein Knoten zwischen dem Kontakt KC2-4 und dem Kontakt K10-2 verbindet den Kontakt K15-2 und die Spule K14 in Reihe mit der Busleitung M–; der Knoten zwischen dem Kontakt KC2-4 und dem Kontakt K10-2 verbindet den Kontakt K14-2, den Kontakt K10-3 und die Spule KC4 in Reihe mit der Busleitung M–; ein Knoten zwischen dem Kontakt K14-2 und dem Kontakt K10-3 verbindet den Kontakt KC4 und die Spule K12-H in Reihe mit der Busleitung M–.
  • Der Arbeitsprozess des Umschaltens vom Leiten des Stufenwähler-Anschlusses I1 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusses II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 wird im Folgenden erläutert:
    Wenn der Kontakt X1-2 eingeschaltet wird, werden der Kontakt K12 und der Kontakt X1-2 eingeschaltet, die Spule KC1 wirdmit Strom versorgt, die Kontakte KC1-1, KC1-2 werden eingeschaltet, und die Steuerschaltung M1 übermittelt Strom und ist selbsterhaltend.
  • Der normalerweise offene Kontakt KC3-1 wird eingeschaltet, die Spule K15 wird mit Strom versorgt, der Übergangsschalter K15 aus 8 wird eingeschaltet, der durch einen Steuerschalter K10 gesteuerte Thyristorschalter 6 wird parallel mit dem Hauptkontakt K12 der ungeradzahligen Seite verbunden; der Kontakt K15-1 wird eingeschaltet und der normalerweise geschlossene Kontakt KC2-2 wird eingeschaltet, um eine Verbindung zur Spule K10 herzustellen, und der vom Steuerschalter K10 gesteuerte Thyristorschalter 6 der 8 wird eingeschaltet; der Kontakt K15-1 wird eingeschaltet, der Kontakt K10-1 wird eingeschaltet, um eine Leitung zur Spule K11-T herzustellen, der Hauptkontakt K11 der ungeradzahligen Seite der 8 wird ausgeschaltet, der Laststrom wird zum Pfad des Thyristorschalters 6 transferiert; der Kontakt K15-1 wird eingeschaltet, der Kontakt K10-1 wird eingeschaltet, der Kontakt K11-1 wird eingeschaltet, um eine Leitung zur K16 Spule herzustellen; der Kontakt K16-1 wird eingeschaltet, um eine Selbsterhaltung des Leitens der Spule K16 zu erreichen, der Übergangsschalter K16 aus 8 wird eingeschaltet, und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 wird eingeschaltet; der Kontakt K16-2 wird eingeschaltet, um ein Leiten der Spule KC2 zu erreichen, und KC2-1 wird eingeschaltet, um eine Selbsterhaltung für das Leiten der Spule KC2 zu erreichen; der Kontakt KC2-2 wird ausgeschaltet, die Spule K10 wird nicht mehr mit Strom versorgt, der Thyristorschalter 6 aus 8, der durch einen Steuerschalter K10 gesteuert wird, wird ausgeschaltet, und der Laststrom wird zum Pfad der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 transferiert; der Kontakt K10-1 wird ausgeschaltet, die Diode D12 verhindert, dass K16-1 Strom an die Spule K11-T sendet; der Kontakt K11-2 wird eingeschaltet, der Kontakt KC2-4 wird eingeschaltet, der Kontakt K10-2 wird eingeschaltet, um ein Leiten der Spule KC3 zu erreichen; der Kontakt KC3-2 wird eingeschaltet, um eine Selbsterhaltung für das Leiten der Spule KC3 zu erreichen; der Kontakt KC3-1 wird ausgeschaltet, die Spule K15 wird nicht mehr mit Strom versorgt; der Übergangsschalter K15 der 8 wird ausgeschaltet, der Kontakt K15-2 wird eingeschaltet, um eine Leitung der Spule K14 zu erreichen, der Übergangsschalter K14 aus 8 wird eingeschaltet, um eine parallele Verbindung des durch einen Steuerschalter K10 gesteuerten Thyristorschalters 6 mit der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 zu realisieren; der Kontakt K14-1 wird eingeschaltet, um erneut für ein Leiten der Spule K10 zu sorgen, der Thyristorschalter 6 aus 8, der durch den Steuerschalter K10 gesteuert wird, wird erneut eingeschaltet, und der Laststrom wird erneut zum Pfad des Thyristorschalters 6, der durch einen Steuerschalter K10 gesteuert wird, transferiert; dr Kontakt K10-3 wird eingeschaltet, um ein Leiten der Spule KC4 zu erreichen; der Kontakt KC4 wird eingeschaltet, um ein Leiten der Spule K12-H zu erreichen, der Hauptkontakt K12 aus 8 wird eingeschaltet, der Laststrom wird zum Pfad des Hauptkontakts K12 transferiert, um das Leiten des Stufenwähler-Anschluss II2 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 herzustellen; gleichzeitig wird der normalerweise geschlossene Kontakt K12 ausgeschaltet, die Spule KC1 nicht mehr mit Strom versorgt, und der Kontakt KC1-1 sowie der Kontakt KC1-2 ausgeschaltet, um die Stromversorgung der Steuerschaltung auszuschalten, und die gesame Gruppe der Steuerschaltung wird zurückgesetzt.
  • In der Schaltersteuerschaltung wird zuerst der Übergangsschalter K15 eingeschaltet und erst dann der Steuerschalter K10; das Programm ist daher eindeutig. Es ist auch möglich, den Übergangsschalter K15 und den Steuerschalter K10 gleichzeitig einzuschalten, um die Gesamtzeit des Programms zu reduzieren. In der Schaltersteuerschaltung wird zuerst der Hauptkontakt K11 der ungeradzahligen Seite ausgeschaltet, und erst nachdem der Laststrom zum Pfad des Thyristorschalters 6 transferiert wurde, wird der Übergangsschalter K16 eingeschaltet, um einen Zugriff auf die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 zu ermöglichen; das Programm ist daher eindeutig. Es ist auch möglich, den Hauptkontakt K12 der ungeradzahligen Seite auszuschalten und den Übergangsschalter K16 zur selben Zeit anzuschalten, um die Gesamtzeit des Programms zu verringern.
  • Für die Steuerschaltung des Schalters zum Umschalten des Leitens des Stufenwähler-Anschlusses II2 des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss 3 zum Leiten des Stufenwähler-Anschlusss I1 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 siehe die Auslegung der vorstehenden Verfahren, welche nicht noch einmal überflüssigerweise wiederholt werden soll.
  • Traditionelle Laststufenschalter nutzen einen Motordrehantriebsmodus, wobei die gesamte Betriebszeit 4,4 Sekunden beträgt, wobei die Aktivitätszeit des Wahlschalters nur 40 Millisekunden beträgt; und die meiste Zeit wird für die Akkumulation von Energie und die Vorbereitungszeit des mechanischen Mechanismus gebraucht. In Bezug auf den thyristorgestützten Laststufenschalter, bei dem eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 anstatt eines Übergangswiderstands R genutzt wird, wird die Betriebszeit des Wahlschalters verlängert, ohne dass es zu einer Wärmeentwicklung kommt und die Vorrichtung beschädigt wird; dadurch kann der Energie akkumulierende mechanische Mechanismus eliminiert werden und die Gesamtbetriebszeit des thyristorgestützten Laststufenschalters kann reduziert werden. Der komplizierte mechanische Verbindungsmechanismus und der Energie akkumulierende mechanische Mechanismus werden eliminiert, um das Volumen und das Gewicht des Laststufenschalters zu reduzieren; dies verringert die Ausfallrate. Insbesondere kann eine Steuerschaltung in der Art eines Zwischen-Relais (Schaltschütz) verwendet werden, um einen sequentiellen Betrieb des Schalters zu realisieren. Das Steuerungs Verfahren unter Benutzung eines Zwischen-Relais (Schaltschütz) kann sicherstellen, dass ein bestimmter Schalter erst nach Abschluss seines Betriebs zum nächsten Betriebsprogramm des Schalters übergeht, was die Verlässlichkeit erhöht. Der Betrieb des Stufenwählers benötigt keine Intervention des Schalters, und erst nachdem der Stufenwähler seinen Betrieb beendet hat, wird der Schalter in Betrieb genommen, und es ist hierbei keine Intervention des Stufenwählers für den Umschaltprozess notwendig; und zwischen dem Stufenwähler und dem Schalter wird keine Halterung für die mechanische Verbindungsvorrichtung benötigt, das logische Verhältnis ist eindeutig, die Struktur einfach und die Koordination praktisch.
  • In Bezug auf den in 8 gezeigten thyristorgestützten Laststufenschalter wird kein elektrischer Strom beim Ein- bzw. Ausschaltprozess des Leitens des Hauptkontakts K11 der ungeradzahligen Seite, des Hauptkontakts K12 der geradzahligen Seite sowie der vier Übergangsschaltern K14, K15, K16 und K17 erzeugt; es wird eine elektrolichtbogenfreie Umschaltung erreicht und häufige Betätigung führt zu keiner Beschädigung des Schalterkontakts.
  • Je nach Wunsch können in Bezug auf den thyristorgestützten Laststufenschalter auf der Basis des vorliegenden Ausführungsbeispiels Modifikationen vorgenommen werden. Beispielsweise: (1) kann ein Satz aus Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, Transistorschalter 6, linearer Drossel L1 und einer Sättigungsdrossel L2 hinzugefügt werden; auf diese Weise können zwei der vier Übergangsschalter K14, K15, K16 und K17 weggelassen werden. Dadurch wird das Ziel der Reduktion der mechanischen Schalter erreicht. (2) Die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 und der Transistorschalter 6 weisen eine große Anzahl von identischen Elementen und Schaltkreisen auf; 3 und 7 können kombiniert werden, um einen Satz eines neuen kombinierten Schaltkreises zu bilden, wobei der kombinierte Schaltkreis zwischen den zwei Funktionen des Hauptschaltkreises und des Übergangsschalters umgeschaltet werden kann, wobei dies vermittels des Umschaltens von Miniaturschaltern erfolgt, wodurch ein Schaltkreis-Satz zwei Funktionen aufweist. Nach der Reihenverbindung mit dem Satz eines solchen kombinierten Schaltkreises wird ein Übergangsschalter in paralleler Weise mit dem Stufenwähler-Anschluss I1 und dem gemeinsamen Anschluss 3 verbunden; nach der Reihenverbindung eines weiteren Übergangsschalters mit einem weiteren solchen Satz eines kombinierten Schaltkreises wird dieser parallel mit dem Stufenwähler-Anschluss II2 und dem gemeinsamen Anschluss 3 verbunden, um die Anzahl der mechanischen Hochspannungsschalter zu verringern, die Halbleiterelemente zu reduzieren, die Anzahl der Bedienschritte zu verkleinern und die Schaltzeit zu verkürzen.
  • Auf Wunsch kann die Steuerschaltung des Schalters, die in 9 gezeigt wird, auf der Basis des vorliegenden Ausführungsbeispiels modifiziert werden. Eine Steuerschaltung mit einem äquivalenten Programm und Zeitsequenz kann durch verschiedene Verfahrenn implementiert werden. Die Steuerschaltung kann nicht nur durch die logische Koordination von Miniatur-Zwischen-Relais realisiert werden, sondern sie kann auch durch die Nutzung von Halbleitervorrichtungen umgesetzt werden. Dies ist allgemein bekannt und soll hier nicht unnötigerweise wiederholt werden.
  • Ausführungsbeispiel 4:
  • Der grundlegende Aufbau und die Verbindungsart eines thyristorgestützten Laststufenschalters der vorliegenden Erfindung ist wie in 2 gezeigt. Er umfasst: zwei Stufenwähler-Anschlüsse I1, II2, einen gemeinsamenen Anschluss 3, zwei Umschalter K5, K6, einen Hauptvakuumschalter K1, eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, eine lineare Drossel L1, eine Sättigungsdrossel L2 und eine bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7; einen Stromabnehmeranschluss eines Umschalters K5 und einen Stromabnehmeranschluss eines Umschalters K6, die gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss I1 verbunden sind, wobei der andere Stromabnehmeranschluss des Umschalters K5 und der andere Stromabnehmeranschluss des Umschalters K6 gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss II2 verbunden sind; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K5 ist durch den Hauptvakuumschalter K1 mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters verbunden, um einen Hauptschaltkreis zu bilden; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K6 ist in Reihe mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters über die lineare Drossel L1, die Sättigungsdrossel L2 und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 verbunden, um einen Übergangsschaltkreis zu bilden; eine bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K5 und dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K6 verbunden.
  • Der Hauptvakuumschalter K1 und die Umschalter K5, K6 sind aus Schaltschützen mit Sperren, Schließspulen, Auslösespulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten aufgebaut.
  • Der sequentielle Betrieb der Schalter wird duch eine Steuerschaltung eines Schalters des Laststufenschalters realisiert, wie dies in 10 dargestellt ist. M+ bezeichnet eine positive Busleitung zur Kontrolle der Energieversorgung, wohingegen M– eine negative Busleitung zur Kontrolle der Energieversorgung bezeichnet; K1-T ist die Auslösespule des K1-Schalters, und K1-H, K5-H und K6-H sind jeweils die Schließspulen der Schalter K1, K5, K6. Wobei K1-1, K1-2, K5-1, K5-2, K6-1, K6-2 und K6-3 die Hilfskontakte der Schalter K1, K5 und K6 sind, wobei KC1, KC2 Zwischen-Relais sind; BH bezeichnet einen Ausgangsschutzkontakt für den Fall, dass der Betrieb des Laststufenschalters geschützt und gehemmt ist, wobei bei einem Abschalten des Kontakts BH die Stromversorgung der Steuerschaltung M1 unterbrochen wird; X1-2 bezeichnet einen Befehlskontakt des Stufenwählers des Laststufenschalters, und nachdem der Stufenwähler des Laststufenschalters den Stromabnehmer auswählt, wird der Kontakt X1-2 eingeschaltet, um die Steuerschaltung auf dem Laststufenschalter zu benachrichtigen, mit dem Betrieb zu beginnen.
  • Die Steuerschaltung des Schalters gesteuert die Stromversorgungskontaktsequenz der Schalterspule gemäß der Betriebssequenz der Kontakte, um einen sequentiellen Betrieb einer Serie von elektrischen Schaltern und der Lastschaltung des Laststufenschalters zu erreichen. Für die Arbeits Verfahren der Steuerschaltung des Schalters siehe Ausführungsbeispiel 3, dies soll hier nicht noch einmal überflüssigerweise wiederholt werden.
  • Ausführungsbeispiel 5:
  • Der grundlegende Aufbau und die Verbindungsart eines thyristorgestützten Laststufenschalters der vorliegenden Erfindung werden in 6 gezeigt. Er umfasst zwei Stufenwähler-Anschlüsse I1, II2, einen gemeinsamen Anschluss 3, zwei Umschalter K5, K6, einen Thyristorschalter 6, der von einem Steuerschalter 10 kontrolliert wird, eine Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4, eine lineare Drossel L1, zwei Sättigungsdrosseln L2, L4 und eine bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7; ein Stromabnehmeranschluss des Umschalters K5 und ein Stromabnehmeranschluss des Umschalters K6 sind gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss I1 verbunden, der andere Stromabnehmeranschluss des Umschalters K5 und der andere Stromabnehmeranschluss des Umschalters K6 sind gemeinsam mit dem Stufenwähler-Anschluss II2 verbunden; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K5 ist mit dem gemeinsamen Anschluss 3 des Laststufenschalters vermittels der Sättigungsdrossel L4 und dem Thyristorschalter 6, der vom Steuerschalter K10 kontrolliert wird, um einen Hauptschaltkreis zu bilden; der gemeinsame Anschluss des Umschalters K6 ist in Reihe mit dem gemeinsamen Anschlusss 3 des Laststufenschalters durch die lineare Drossel L1, die Sättigungsdrossel L2 und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 verbunden, um einen Übergangsschaltkreis zu bilden; die bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung 7 ist zwischen dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K5 und dem gemeinsamen Anschluss des Umschalters K6 verbunden.
  • Der Steuerschalter K10 und die Umschalter K5, K6 sind Schaltschütze mit Sperren und sind aus Schließspulen, Auslösespulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten aufgebaut.
  • Der sequentielle Betrieb der Schalter wird durch eine Steuerschaltung des Schalters des Laststufenschalters erreicht, wie in 11 dargestellt. M+ bezeichnet dabei eine positive Busleitung zur Steuerung der Energieversorgung, M– bezeichnet dabei eine negative Busleitung zur Steuerung der Energieversorgung; K10-T bezeichnet eine Auslösespule des Schalters K10, und K10-H, K5-H, K6-H bezeichnen jeweils die Schließspulen der Schalter K10, K5, K6. K10-1, K10-2, K5-1, K5-2, K6-1, K6-2 und K6-3 sind jeweils Hilftskontakte der Schalter K10, K5 und K6, KC1, KC2 bezeichnen Zwischen-Relais; BH bezeichnet einen Ausgangsschutzkontakt, und wenn der Betrieb des Laststufenschalters geschützt und gehemmt ist, wird der Kontakt BH ausgeschaltet, um die Energiequelle der Steuerschaltung M1 zu unterbrechen; X1-2 bezeichnet einen Befehlskontakt eines Stufenwählers auf einem Laststufenschalter, und nachdem der Stufenwähler auf dem Laststufenschalter einen Stromabnehmer ausgewählt hat, wird der Kontakt X1-2 eingeschaltet, um die Steuerschaltung des Laststufenschalters zu informieren, dass der Betrieb begonnen werden kann.
  • Die Steuerschaltung des Schalters steuert die Betriebssequenz der Kontakte und die Verbindungssequenz der Energieversorgung der Spule der Steuerschaltung, um den sequentiellen Betrieb einer Reihe von elektrischen Schaltern umzusetzen, sodass die Lastschaltung des Laststufenschalters abgeschlossen wird. Für Informationen über die Arbeits Verfahren der Steuerschaltung des Schalters siehe Ausführungsbeispiel 3. Hier soll dies nicht noch einmal überflüssigerweise wiederholt werden.
  • Ausführungsbeispiel 6:
  • In den Ausführungsbeispielen 1, 2, 3, 4, 5 wird der Schalter des Laststufenschalters gewohnheitsmäßig als Laststufenschalter bezeichnet. In den folgenden Ausführungsbeispielen 6, 7, 8, 9 werden zur Darstellung von Einzelheiten die Stufenwähler des thyristorgestützten Laststufenschalters und der Schalter speziell als Stufenwähler 10, Schalter 11 bezeichnet. Der Stufenwähler 10 ist mit den Stromabnehmern des Regeltransformators verbunden, der Schalter 11 ist mit dem Stufenwähler 10 verbunden, und nachdem der Stufenwähler 10 den Stromabnehmer des Regeltransformators ausgewählt hat, wird durch den Schalter 11 die Lastschaltung von zwei Stromabnehmern des Regeltransformators realisiert. Ein Stufenwähler-Anschluss I1 und der Anschluss J1 des Schalters 11 sind an einem Punkt verbunden. Daher können der Stufenwähler-Anschluss I1 und der Anschluss J1 des Schalters 11 als gleicher Anschluss betrachtet werden; der Stufenwähler-Anschluss II2 und der Anschluss J2 des Schalters 11 sind an einem Punkt verbunden, wodurch man annehmen kann, dass es sich bei dem Stufenwähler-Anschluss II2 und dem Anschluss J2 des Schalters 11 um den gleichen Anschluss handelt; ein gemeinsamer Anschluss 3 auf dem Laststufenschalter ist tatsächlich ein Schalteranschluss J3.
  • In einigen Anwendungssituationen kann L1 im Schalter (wie in 8 gezeigt) des dritten Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters wegfallen, wobei der Rest immer noch funktionieren kann. Unter der Bedingung eines kleinen Verlusts an Sicherheit wird so die wirtschaftliche Effizienz weiter verbessert.
  • In einigen Anwendungssituationen können L1, L2, L4 im Schalter (wie in 8 gezeigt) des dritten Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters wegfallen, wobei der Rest immer noch funktionieren kann. Unter der Bedingung eines kleinen Verlusts an Sicherheit wird so die wirtschaftliche Effizienz weiter verbessert.
  • Wenn L1, L2 und L4 im Schalter (wie in 8 gezeigt) des dritten Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters weggefallen sind, können der Thyristorschalter 6 im Hauptschaltkreis und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4 im Übergangsschaltkreis durch die in 13 gezeigte wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung ersetzt werden; KA in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung, wie in 13 dargestellt wird, repräsentiert K10, KB wird ausgeschaltet, und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung ist äquivalent zum Thyristorschalter 6; KA in der in 13 gezeigten wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung wird ausgeschaltet und KB wird eingeschaltet, und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung ist äquivalent mit der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung 4. Auf diese Art bildeen zwei wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltungen (wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9) jeweils zwei Schleifen, wobei beide Schleifen jeweils einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis aufweisen können. Durch die Steuerung der vier kleinen Kapazitätsschalter KA (K23-1) und KB (K25-1) in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8, KA (K24-1) und KB (K26-1) in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9, wird die gleiche Funktion wie bei K14, K15, K16, 17 in 8 erzielt. Wenn die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 als Hauptschaltkreis genutzt wird, wird die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 als Übergangsschaltkreis genutzt; wenn die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 als Hauptschaltkreis genutzt wird, wird die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 als Übergangsschaltkreis genutzt.
  • Die Struktur und die Verbindungsart des Schalters 11 des vierten Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters ist wie in 12 dargestellt: Er umfasst einen Hauptschalter K21-1 und einen Hauptschalter K22-1, eine wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und eine wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 und einen Piezowiderstand R, drei Anschlüsse J1, J2, J3; der Anschluss J1 ist mit dem ungeradzahligen Anschluss des Stufenwählers verbunden, der Anschluss J2 ist mit dem geradzahligen Anschluss des Stufenwählers verbunden und der Anschluss J3 ist ein gemeinsamer Anschluss. Ein Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J1 verbunden, das andere Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J3 verbunden; die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I ist parallel mit dem Hauptschalter K21-1 verbunden; ein Ende des Hauptschalters K22-1 ist mit dem Anschluss J2 verbunden, wobei das andere Ende des Hauptschalters K22-1 mit dem Anschluss J3 verbunden ist; die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II ist parallel mit dem Hauptschalter K22-1 verbunden; das Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I, das nahe an J1 liegt, und das Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II, das nahe an J2 liegt, sind weiterhin mit dem Piezowiderstand R verbunden. Die Funktionen und Anforderungen des Piezowiderstands R sind die gleichen wie die unter 7 bei der 8. Daher wird dies nicht noch einmal überflüssigerweise wiederholt.
  • Die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 haben dieselbe Struktur und Parameter, sodass nur eine einzelne schematische Darstellung geliefert wird, wie in 13 zu sehen ist. Sie umfassen: Ein Paar von Thyristoren D1, D2, die umgekehrt parallel verbunden sind, um einen Hauptschaltkreis der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung zu bilden; ein Widerstand R1 und ein Kondensator C1 sind in Reihe verbunden und außerdem mit den zwei Enden der Thyristoren D1, D2 verbunden, welche umgekehrt parallel verbunden sind; die Gate-Elektroden und die Kathoden der zwei Thyristoren D1, D2 sind jeweils mit den Kondensatoren C2, C3, den Widerständen R2, R3 und den Dioden D3, D4 verbunden; die Anoden der Dioden D3, D4 sind jeweils mit den Gate-Elektroden der Thyristoren D1, D2 verbunden; und die Kathoden der Dioden D3, D4 sind jeweils mit den Kathoden der Thyristoren D1, D2 verbunden; die Gate-Elektroden der Thyristoren D1, D2 und die Kathoden der Dioden D3, D4 sind jeweils mit den Kathoden der Thyristoren D1, D2 verbunden; der Eingangsanschluss eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden D5, D6, D7 und D8 aufgebaut, ist zwischen den Gate-Elektroden der zwei Thyristoren D1, D2 verbunden, nachdem er in Reihe mit einem Schalter KB verbunden wurde, wobei das Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters mit einer Spannungsreglerdiode D9 verbunden ist, wobei die Kathode der Spannungsreglerdiode D9 mit einem anderen Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters verbunden ist; die Dioden D13, D14, D15 sind in Reihe in der gleichen Richtung verbunden, und die Dioden D16, D17, D18 sind in Reihe in der gleichen Richtung verbunden, wobei die zwei Diodenstränge in Reihe mit einem Schalter KA verbunden sind, nachdem sie umgekehrt und parallel verbunden wurden, und außerdem sind sie zwischen den Gate-Elektroden der zwei Thyristoren D1, D2.
  • KA der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 in 12 wird durch K23-1 angezeigt, KB in der 12 wird durch K25-1 angezeigt; KA der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9 in der 12 wird durch K24-1 angezeigt, KB in der 12 wird durch K26-1 angezeigt.
  • Unter der Bedingung, dass KB ausgeschaltet wird sind die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und II2 äquivalent mit einem Steuerungsschalter, der durch KA gesteuert wird. Aus 13 ist ersichtlich, dass im Fall des Leitens von Schalter KA die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung leitet, und wenn das Leiten des Schalters KA ausgeschaltet ist, wird auch das Leiten der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung unterbrochen. Nach dem Einschalten des Schalters KA ist der Strom, welcher durch den Schalter KA fließt, sehr klein. Das Leiten bzw. Unterbrechung des Leitens des Hochspannugspfads der Thyristoren D1, D2 kann durch einen Schalter KA mit geringer Kapazität gesteuert werden, um den Elektrolichtbogen zu reduzieren, der durch die Unterbrechung des Laststroms erzeugt wird, und um die Steuergeschwindigkeit und die Empfindlichkeit des Schalters zu erhöhen. Wenn der Schalter KA eingeschaltet ist, fließt Strom durch den Schalter KA und löst die Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2), was zum Leiten des Thyristors D1 (D2) führt. Die Spannung an den beiden Enden des Thyristors D1 (D2) fällt rasch zum Vorwärtsspannungsabfall des Thyristors D1 (D2) hin ab, und wenn die Summe der Diodenvorwärtsspannungsabfälle aller Halbleiter, die in Reihe in der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) verbunden sind, größer als der Vorwärtsspannungsabfall des Thyristors D1 (D2) ist, verschwindet der elektrische Strom der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) automatisch; und wenn die Summe der Diodenvorwärts-spannungsabfälle aller Halbleiter, die in Reihe in der Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2) verbunden sind, kleiner als der Vorwärtsspannungsabfall des Thyristors D1 (D2) ist, fließt Starkstrom durch die Triggerschaltung der Gate-Elektrode des Thyristors D1 (D2), was zu einer Beschädigung des Thyristors D1 (D2) führt. In 13 sind die Dioden D13, D14, D15 in der gleichen Richtung verbunden, um einen Diodenstrang zu bilden, wobei die Dioden D16, D17, D18 in der gleichen Richtung verbunden sind, um einen weiteren Diodenstrang zu bilden, und die zwei Diodenstränge sind zwischen den Gate-Elektroden der zwei Thyristoren D1, D2 verbunden, nachdem sie umgekehrt parallel sowie in Reihe mit dem normalerweise offenen Schalter KB verbunden wurden, um die Summe der Vorwärtsspannungsabfalls der Triggerschaltung des Thyristors D1 (D2) zu verbessern. Je mehr in Reihein Reihe verbundene Dioden es gibt, desto besser kann sichergestellt werden, dass der Strom, der durch den Schalter KA fließt, bei null liegt, wenn es zu einem Leiten des Thyristors D1, D2 kommt; aber wenn zu viele Dioden in Reihe verbunden werden, wird die Erwärmung verstärkt und die Nullstromwellenform wird defizitär. Es ist angemessen, drei Dioden in positiver und negativer Weise in Reihe zu verbinden.
  • Unter der Bedingung, dass KA ausgeschaltet und KB eingeschaltet wird, sind die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 äquivalent zur Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung. Die stabilisierte Spannung einer Spannungsreglerdiode D9 ist U1 = k1U2; k1 ist ein Zuverlässigkeitskoeffizient und hat einen Wert zwischen 1,2 bis 2; U2 bezeichnet den Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Verbindungsanschlüssen J1, J2 des Umschhalters und des Stufenwählers des thyristorgestützten Laststufenschalters. Vorzugsweise weist k1 einen Wert von 1,5 auf, was relativ gut ist. Die Betriebsmerkmale der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung sind gleich wie die in Ausführungsbeispiel 1 und sollen daher nicht noch einmal unnötigerweise wiederholt werden. Die wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltungen I8 und II2 sind von der Struktur her einfach und sehr verlässlich.
  • Das Leiten des Anschlusses J1 des Schalters auf dem Laststufenschalter mit dem gemeinsamen Anschluss J3 kann zum Leiten des Anschlusss J2 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 umgeschaltet werden; ds Leiten des Anschlusses J2 des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss J3 kann zum Leiten des Anschlusss J1 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 umgeschaltet werden. Die Betriebverfahren des Umschaltens des Leitens des Anschlusss J1 des Schalters auf dem Laststufenschalter mit dem gemeinsamen Anschluss J3 hin zum Leiten des Anschlusss J2 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 gestaltet sich wie folgt:
    Vor dem Umschalten wird der Hauptschalter K21-1 eingeschaltet, der Hauptschalter K22-1 wird ausgeschaltet und die Schalter K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 werden ausgeschaltet. Ein Energiesystem wird durch den gemeinsame Anschluss J3, den Hauptschalter K21-1, den Schalter 11, Anschluss J1, Stufenwähler 10 mit einem ungeradzahligen Stromabnehmer des Regeltransformators gebildet. Der Laststufenschalter empfängt einen Regelungsbefehl und weist zuerst den Stufenwähler 10 an, einen gleichzahligen entsprechenden Stromabnehmer-Schalter zu wählen, und die Wahl des Stufenwählers 10 ist damit beendet. Die Betriebssequenz des Schalters 11 ist wie folgt:
    • (1) Der Schalter K23-1 wird eingeschaltet; der Schalter K26-1 wird ausgeschaltet. Wenn der Schalter K23-1 eingeschaltet wird, wird die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 als Zugangsschaltung des Schalters der Leitung. Der Schalter K26-1 wird eingeschaltet, die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 ist dabei eine Zugangsschaltung der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung, und da der Spitzenwert der maximalen normalen Wechselspannung kleiner als die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 ist, leitet die Spannungsreglerdiode D9 nicht und auch die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung leitet nicht.
    • (2) Der Hauptschalter K21-1 wird ausgeschaltet. Der Laststrom wird zur wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 tansferiert.
    • (3) Der Schalter K23-1 wird ausgeschaltet. Der Strom der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 wird an einem Stromnulldurchgang unterbrochen, wobei im Augenblick der Unterbrechung des Stroms der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 das Potential des Anschluss J3 rasch abfällt (oder ansteigt); die Spannungen an den zwei Enden der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9 (Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung) generieren augenblicklich Überspannungen, und wenn der Momentanwert der Überspannung die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode D9 erreicht, wird die Leitung des Thyristors D1 oder Thyristors D2 ausgelöst, und der Laststrom fließt dann vom Anschluss J2 hinein und über die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 fließt er vom gemeinsamen Anschluss J3 hinaus; der Laststrom wird von der wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 zur wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9 transferiert.
    • (4) Der Schalter K24-1 wird eingeschaltet. Die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 wird als Leitung für den Zugangsschaltkreis des Schalters genutzt.
    • (5) Der Hauptschalter K22-1 wird eingeschaltet. Der Laststrom wird von der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9 zum Hauptschalter K22-1 transferiert.
    • (6) Die gesamte Gruppe wird zurückgesetzt.
  • Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass der Schalter K24-1 unbedingt erst eingeschaltet werden darf, wenn der Schalter K23-1 ausgeschaltet worden ist, und der Strom der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 muss am Stromnulldurchgang unterbrochen werden. Andernfalls, wenn nämlich der Strom der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 vor dem Stromnulldurchgang unterbrochen wird und der der Schalter K24-1 zu früh eingeschaltet wird, sorgen die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 für einen Kurzschlusskreislauf. Jedoch ist die Zeit zwischen dem Ausschalten des Schalters K23-1 und dem Unterbrechen des Stroms der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 am Stromnulldurchgang nicht eindeutig. Um sicherzustellen, dass der Schalter 24-1 erst eingeschaltet wird, wenn der Strom der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 am Stromnulldurchgang unterbrochen worden ist, sollte der Zeitraum zwischen dem Ausschalten des Schalters 23-1 und dem Anschalten des Schalters 24-1 größer als 20 Millisekunden sein.
  • In gleicher Weise ist die Betriebsweise des Umschaltens des Leitens des Anschlusss J2 des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss J3 zum Leiten des Anschlusss J1 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 wie folgt:
    Vor dem Umschalten wird der Hauptschalter K22-1 eingeschaltet, der Hauptschalter K21-1 wird ausgeschaltet und die Schalter K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 werden ausgeschaltet; nachdem der Stufenwähler 10 die Auswahl eines Stromabnehmers eines Transformators durchgeführt hat; (1) der Schalter K24-1 wird eingeschaltet; der Schalter K25-1 wird eingeschaltet; (2) der Hauptschalter K22-1 wird ausgeschaltet; (3) der Schalter K24-1 wird ausgeschaltet; (4) der Schalter K23-1 wird eingeschaltet; (5) der Hauptschalter K21-1 wird eingeschaltet; (6) die gesamte Gruppe wird zurückgesetzt.
  • Der Zeitraum zwischen dem Ausschalten des Schalters K24-1 bis zum Einnschalten des Schalters K23-1 sollte größer als 20 Millisekunden sein.
  • Die Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 können manuell bedient werden, und die elektrischen Schalter werden manuell bedient, um sequentiell aktiv zu werden, um die Lastschaltung des Schalters zu erreichen.
  • Die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I8 und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II9 werden in Reihe mit einer Sättigungsdrossel L2 verbunden, um jeweils die Sicherheit des Schalters 11 des vierten Ausführungsbeispiels eines thyristorgestützten Laststufenschalters zu erhöhen, wobei die Wirtschaftlichkeit etwas reduziert wird. In der praktischen Anwendung kann die Balance zwischen Sicherheit und Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden.
  • Im Vergleich von 12 und 8 ist Folgendes ersichtlich. L1, L2, L4 aus 8 sind in 12 weggefallen, und außerdem sind die vier Schalter mit großer Kapzität K14, K15, K16, K17 weggefallen. K21-1 in 12 ist äquivalent mit K11 in 8, K22-1 in 12 ist äquivalent mit K12 in 8, und ein nichtlinearer Widerstand R in 12 ist äquivalent mit einer bidirektionalen Spannungsstabilisierungsschaltung 7 in 8. In 12 werden vier Schalter mit kleiner Kapazität K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 eingesetzt, um die Funktionen der Schalter mit großer Kapazität K14, K15, K16, K17 sowie des Schalters K10 in 8 zu realisieren. Die Schalter, die in 12 gezeigt sind, sind wirtschaftlich effizienter als diejenigen in 8 und sind auch bequemer zu steuern.
  • Ausführungsbeispiel 7:
  • In Ausführungsbeispiel 6 können die Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1 und K26-1 manuell bedient werden, und die elektrischen Schalter werden manuell bedient, um in sequentieller Weise eine Lastschaltung des Schalters 11 zu erreichen. Tatsächlich ist es in Hinblick auf die Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1 und K26-1 so, dass die elektrischen Schalter durch einen mechanischen Verbindungsmechanismus angetrieben werden können, um in sequentieller Weise eine Lastschaltung des Schalters 11 zu erreichen; die elektrischen Schalter können aber auch durch die Kontakte eines Schaltschützes (Relais) gesteuert werden, um in sequentieller Weise eine Lastschaltung des Schalters 11 zu erreichen; eine Vielzahl von Verfahren kann eingesetzt werden, wodurch die Anwendung flexibel ist.
  • In einer Vielzahl von Anwendungen werden die Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1 und K26-1 durch einen Schaltschütz (Relais) gesteuert, um sequentiell die Lastschaltung des Schalters 11 noch einfacher und wirtschaftlicher zu realisieren. Der Hauptschalter K21-1 und der Hauptschalter K22-1 sind Schaltschütze mit Sperren und sind aus Schließspulen, Auslösespulen (Blockierungslösung), Hauptkontakten (Hauptschaltern) und Hilfskontakten aufgebaut, wobei die Schalter K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 Schaltschütze (oder Relais) ohne Sperren sind, die aus Schließspulen, Hauptkontakten (Schaltern) und Hilfskontakten aufgebaut sind; der Betriebszustand des Hauptkontakts wird dabei durch den Hilfskontakt des Relais (Schütz) reflektiert, es wird nämlich sichergestellt, dass der Übergang zum Betriebsprogramm des nächsten Schalters erst erfolgt, nachdem der Betriebszustand eines bestimmten Schalters sichergestellt ist, und dass der Übergang zum Betriebsprogramm des nächsten Schalters sofort erfolgt, nachdem der Betriebszustand des bestimmten Schalters festgestellt wird; so wird eine perfekte Kombination aus Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit erreicht.
  • In der in 12 gezeigten Struktur des Schalters 11 des vierten Ausführungsbeispiels eines thyristorgestützten Laststufenschalter ist – abgesehen vom Hauptschalter – kein weiteres Schaltschütz (Relais) mit großer Kapazität notwendig; die Schalter K23-1, K24-1, K25-1 und K26-1 sind alle jeweils Schalter mit kleiner Kapazität, und die Thyristor-Triggerschaltung kann durch das Ein- bzw. Ausschalten eines Schaltschützes (Relais) mit kleiner Kapazität, um einen Hochstrom-Thyristor ein- bzw. auszuschalten, wodurch der Laststufenschalter umgeschaltet wird. Der Schalter 11 des Laststufenschalters, der durch ein Schaltschütz (Relais) implementiert wird, sorgt dafür, dass der Schalter des Laststufenschalters von der Struktur her einfach, praktisch bei der Steuerung und kostengünstig ist.
  • Das Ein- und Ausschalten des Hauptschalters geschieht unter der Bedingung, dass die Spannungen an beiden Enden des Schalters gleich null sind, und der Hauptschalter wird außerdem in einer elektrolichtbogenfreien Weise betrieben. Auch die Schaltschütze (Relais) K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 können auf elektrolichtbogenfreie Weise bedient werden.
  • Die Steuerschaltung des Schalters 11 für das Umschalten des Leitens des Anschlusss J1 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 des vierten Ausführungsbeispiels von thyristorgestütztem Laststufenschalter wird durch ein Schaltschütz (Relais) hin zu einem Leiten des Anschlusss J2 mit gemeinsamen Anschluss J3 umgeschaltet, wie dies in 15(a) gezeigt wird.
  • M+ bezeichnet eine positive Busleitung zur Steuerung der Energieversorgung, wohingegen M– eine negative Busleitung zur Steuerung der Energieversorgung bezeichnet; K21T bezeichnet eine Auslösespule (Blockierungslösung) eines K21-Schaltschützes, wobei K21-1 den Hauptkontakt des K21-Schaltschützes bezeichnet, und wobei K21-2 den Hilfskontakt des K21-Schaltschütz bezeichnet; K22H bezeichnet eine Schließspule des K22-Schaltschützes, K22-1 bezeichnet den Hauptkontakt des K22-Schaltschützes, K22-2 bezeichnet den Hilfskontakt des K22-Schaltschützes. K23-1, K23-2, K23-3 bezeichnen die Kontakte eines Relais K23, K24-1, K24-2 bezeichnen die Kontakte eines Relais K24, K26-1, K26-2 bezeichnen die Kontakte eines Relais K26, K1C-1, K1C-2 bezeichnen die Kontakte eines Relais K1C, KC2-1, KC2-2 bezeichnen die Kontakte eines Relais KC2, KC3-1 bezeichnet den Kontakt eines Relais KC3 und KC4-1, KC4-2, KC4-3 bezeichnen die Kontakte eines Relais KC4.
  • Ein normalerweise offener Kontakt K21-2 und eine Relais-Spule K1C sind in Reihe zwischen den Busleitungen M+ und M– verbunden; der normalerweise offene Kontakt K21-2 ist an seinen beiden Enden auch noch parallel mit dem normalerweise offenen Kontakt Kontakt K1C-1 verbunden. Ein normalerweise offener Kontakt K1C-2 ist zwischen einer Sammelleitung A und dem Bus M+ verbunden. Ein normalerweise geschlossener Kontakt KC2-1 und eine Relaisspule K23 sind in Reihe zwischen der Sammelleitung A und der Busleitung M– verbunden. Eine Relaisspule K26 ist in Reihe zwischen der Sammelleitung A und der Busleitung M– verbunden. Ein normalerweise offener Kontakt K26-2, ein normalerweise offener Kontakt K23-2 und die Auslösespule K21T des Schaltschützes sind in Reihe zwischen der Sammelleitung A und dem Bus M–. Ein normalerweise geschlossener Kontakt K21-4 und eine Relaisspule KC2 sind in Reihe mit der Sammelleitung A und dem Bus M– verbunden. Ein normalerweise offener Kontakt KC2-2, ein normalerweise geschlossener Kontakt K23-3, eine Relaisspule KC3 sind in Reihe zwischen der Sammelleitung A und der Busleitung M– verbunden. Ein normalerweise offener Kontakt KC3-1 und eine Relaisspule KC4 sindin Reihe zwischen der Sammelleitung A und der Busleitung M+ verbunden. Ein normalerweise offener Kontakt KC4-1 und eine Relaisspule K24 sind zwischen einer Sammelleitung A und einer Busleitung M– verbunden. Ein normalerweise offener Kontakt KC4-2, ein normalerweise offener Kontakt K24-2 und eine Schließspule K22H eines Schaltschützes sind zwischen der Sammelleitung A und dem Bus M– verbunden.
  • Dessen Betriebsablauf ist dabei wie folgt: Die Busleitungen M+, M– sind mit der Stromquelle verbunden. Der Kontakt K21-2 wird eingeschaltet, das Relais wird K1C aktiviert, der Kontakt K1C-1 wird eingeschaltet, das Relais K1C erhält sich selbst. Der Kontakt K1C-2 wird eingeschaltet. Der Kontakt KC2-1 wird eingeschaltet, das Relais K23 wird aktiviert, der Kontakt 23-1 aus 12 wird eingeschaltet, die Thyristor-Hilfsschaltung I8 wird verbunden und agiert als Schalter. Das Relais K26 wird aktiviert, der Kontakt 26-1 aus 12 wird eingeschaltet, die Thyristor-Hilfsschaltung II9 wird eingeschaltet, um als Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung zu dienen, und die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung leitet nicht. Der Kontakt K26-2 wird eingeschaltet, der Kontakt K23-2 wird eingeschaltet, die Schaltschütz-Auslösespule K21T wird mit Strom versorgt, der Hauptkontakt K21-1 des Schaltschützes aus 12 wird ausgeschaltet. Der Kontakt K21-4 wird eingeschaltet, das Relais KC2 wird aktiviert. Der Kontakt KC2-1 wird ausgeschaltet, das Relais K23 kehrt zurück, der Kontakt K23-1 aus 12 wird ausgeschaltet und der Stromweg der Thyristor-Hilfsschaltung I8 wird am Stromnulldurchgang unterbrochen. Im Moment, wenn die Thyristor-Hilfsschaltung I8 den Stromfluss am Stromnulldurchgang unterbricht, wird die Thyristor-Hilfsschaltung II9 verbunden, um als Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung zu dienen. Der Kontakt KC2-2 wird eingeschaltet, der Kontakt K23-3 wird eingeschaltet und das Relais KC3 wird aktiviert. Der Kontakt KC3-1 wird eingeschaltet und das Relais KC4 wird aktiviert. Der Kontakt KC4-1 wird eingeschaltet, das Relais K24 wird aktiviert, der Kontakt K24-1 der Thyristor-Hilfsschaltung II9 aus 12 wird eingeschaltet und die Thyristor-Hilfsschaltung II9 agiert als Schalter, um beim Leiten des Schaltkreises zu wirken. Dadurch, dass die Betriebszeit der Relais KC3, KC4, K24 etwa 15 Millisekunden ausmacht, kann sichergestellt werden, dass der Kontakt KC4-1 mehr als 20 Millisekunden nach dem Ausschalten des Kontaktes K23-1 eingeschaltet wird, sodass kein Kurzschlusskreislauf erzeugt wird. Der Kontakt KC4-2 wird eingeschaltet, der Kontakt K24-2 wird eingeschaltet und die Schaltschütz-Schließspule K22H wird mit Strom versorgt; der Hauptkontakt K22-1 aus 12 wird eingeschaltet und der Laststrom wird zu den Schaltkreisen J3 und J2 transferiert.
  • Gleichermaßen kann folgende Auslegung ausgeführt werden: Die Steuerschaltung des Schalters für das Umschalten des Leitens des Anschlusss J2 des vierten Ausführungsbeispiels von thyristorgestütztem Laststufenschalter mit dem gemeinsamen Anschluss J3 hin zum Leiten des Anschluss J1 mit dem gemeinsamen Anschluss J3, wie in 15(b) gezeigt. Die Betriebsweise 15(b) ist 15(a) ganz ähnlich und soll nicht noch einmal überflüssigerweise erläutert werden.
  • Ausführungsbeispiel 8:
  • Die Betriebsstromquelle eines Schalters 11 eines Laststufenschalters ist normalerweise eine lokale 220V Niederspannungs-Leistungsversorgung. Wenn ein Regeltransformator in Y-Form verbunden ist, ist ein Stromabnehmer eines Tansformators nahe an einem Erdnungskabel, und die elektrische Spannung des Stromabnehmers des Transformators ist relative niedrig; die Spannung zwischen den Kontakten der Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 und der Betriebsstromquelle ist relative niedrig. Falls die Spulen eines Regeltransformators in Dreiecksform verbunden sind, sind die Spannungen der Kontakte der Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 hoch, wobei die Spannung zwischen den Kontakten der Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 und der Betriebsstromquelle relativ hoch ist, und die Kontakte der Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 und der Betriebsstromquelle müssen gut isoliert sein und das Hochspannungs-Isoliermaterial ist kostspielig.
  • Dieses Ausführungsbeispiel stellt eine Stromversorgungsstruktur eines thyristorgestützten Laststufenschalters mit geringeren Isolationsanforderungen zwischen den Kontakten der Schalter K21-1, K22-1, K23-1, K24-1, K25-1, K26-1 und der Betriebsstromquelle bereit. Um eine einfache Darstellung zu ermöglichen, sind die Struktur und die Verbindungsart eines thyristorgestützten Laststufenschalters des Stromabehmer Anschlusses wie in 16 zu sehen. Es wird angenommen, dass der Regeltransformator T1 fünf Stromabnehmer Anschlüsse aufweist, die jeweils mit den Eingangsanschlüssen B1, B2, B3, B4 und B5 eines Stufenwählers 10 des thyristorgestützte Laststufenschalters verbunden sind; der Ausgangsanschluss des Stufenwählers 10 ist mit den Eingangsanschlüssen J1, J2 eines Schalters verbunden; ein gemeinsamer Anschluss J3 des Schalters 11 ist mit dem Energiesystem verbunden.
  • Bei den Stromabnehmeranschlüssen B1, B2, B3, B4, B5 des Regeltransformators ist der ganz in der Mitte liegende Anschluss (B3) als Nulllinie definiert, darüber hinaus ist er mit einem Anschluss der primären Spule eines Transformators T2 verbunden; der Stromabnehmeranschluss B2 (oder B4) des Regeltransformators nahe an der Nulllinie ist mit einem anderen Anschluss der primären Spule des Transformators T2 verbunden. Die Anschlüsse B6, B7 einer sekundären Spule des Transformators T2 liefern eine Wechselstrom-Steuerspannung (z.B. AC 220V) für den Schalter 11 des thyristorgestützten Laststufenschalters; ein Anschluss der Wechselstrom-Steuerspannung ist als eine Nulllinie definiert, und die Nulllinie der primären Spule des Transformators T2 ist mit der Nulllinie der sekundären Spule des Transformators T2 verbunden.
  • Ein Wechselstrom-Steuerspannunganschlusswird für den Eingang in ein Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul 12 genutzt; das Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul 12 gibt eine Gleichstromspannung (wie etwa B8, B9 24 Gleichstrom) oder eine Vielzahl an Gleichstromspannungen aus. Die Ausgabe des Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmoduls 12 liefert eine Gleichstrom-Steuerspannung an den Schalter 11 des thyristorgestützten Laststufenschalters; der Niedrigpotentialanschluss wird als Nulllinie definiert, und die Nulllinie der Gleichstrom-Steuerspannung ist mit der Nulllinie der Wechselstrom-Kontrollspannung verbunden.
  • Die Stromversorgung des Schalters 11 des ursprünglichen Laststufenschalters ist eine lokale Niedrigspannungs-Stromversorgung, und das Nullpotential der lokalen Niedrigspannungs-Stromversorgung ist gleich wie das Erdungspotential. Wenn der Schalter 11 des Laststufenschalters der vorliegenden Erfindung durch einen Schaltschütz gesteuert wird, ist die Erdungsspannung des Schalters 11 gleich der Erdungsspannung eines bestimmten Anschlusses bei den Anschlüssen B1, B2, B3, B4, B5, wobei die Anschlüsse B1, B2, B3, B4, B5 alle eine hohe Spannung aufweisen; und die Spule des Schaltschützes ist mit der Steuerungsenergieversorgung verbunden, wobei der Potentialunterschied zwischen dem Kontakt und der Spule sehr hoch ist, sodass ein teures Hochspannungs-Schaltschütz benötigt wird.
  • In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Stromversorgung des Schalters 11 des thyristorgestütztn Laststufenschalters über einen Transformator T2, und der Transformator T2 bietet nur dem thyristorgestützten Laststufenschalter eine Stromversorgung, wobei die Kapazität klein ist, da der Transformator ein Transformator mit einer kleinen Kapazität ist. Die Nulllinie der Stromversorgung hat das gleiche Potential wie B3, wobei der maximale Potentialunterschied zwischen dem Kontakt und der Spule gleich dem Potentialunterschied zwischen B1 und B3 ist. Die Anforderungen an isolierende Stehspannung zwischen der Spule des Schaltschützes und dem Schalter sind reduziert, was zu verringerten Herstellugskosten führt; insbesondere in Bezug auf Laststufenschalter eines 10-kV-Systems liegt der Potentialunterschied zwischen B1 und B3 bei 5%, nämlich 500 V Wechselspannung. Der Schalter 11 des thyristorgestützten Laststufenschalters kann aus einem üblichen Wechselstrom-Schaltschütz hergestellt werden, um Herstellugskosten zu reduzieren.
  • Das Potential der Nulllinie ist gleich dem Potential des ganz in der Mitte liegenden Anschlusses unter B1, B2, B3, B4 und B5, außerdem ist das Potential ist sehr hoch; daher ist die Stehspannung zwischen der Nulllinie und dem Grund die maximale normale Spannung zwischen den Anschlüssen B1 und B0 des Regeltransformators, um einen Isolationsdurchbruch zwischen der Nulllinie und dem Boden zu vermeiden.
  • Wenn der Stufenwähler 10 des thyristorgestützten Laststufenschalters zur Realisierung auch ein Schaltschütz (Relais) nutzt, ist die Struktur der Betriebsstromquelle des Stufenwählers 10 des Laststufenschalters wie in 16 zu sehen. Das Analyse-Verfahren ist die gleiche wie oben und wird daher nicht unnötigerweise wiederholt.
  • Ausführungsbeispiel 9:
  • Die Betriebszeit von einem Laststufenschalter eines Energiesystems ist sehr kurz, und ein Laststufenschalter befindet sich meistens in einem inaktiven Zustand. Innerhalb der inaktiven Zeitperiode des Laststufenschalters, wenn die beiden Enden einer Thyristor-Hilfsschaltung unter Spannung stehen, ist die Sicherheit relativ schlecht; wenn die beiden Enden der Thyristor-Hilfsschaltung nicht unter Spannung stehen, ist die Sicherheit relativ hoch. Was die in 12 gezeigte Struktur des vierten Ausführungsbeispiels des Umschalters des vierten Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters angeht, ist diese relativ gut geeignet, damit nur ein Stromabnehmer des Anschlusses J1 und des Anschlusses J2 des Schalters mit dem Transformator während des normalen Betriebs verbunden ist. Beispielsweise wird ds Leiten des Laststufenschalter-Schalteranschlusses J1 mit einem gemeinsamen Anschluss J3 zum Leiten des Anschlusses J2 mit dem gemeinsamen Anschluss J3 geschaltet. Nachdem das Umschalten des Umschalters abgeschlossen ist, trennt der Stufenwähler die Verbindung von J1 mit dem Transformator. Zu diesem Zeitpunkt sind die Spannungen an den beiden Enden der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 und wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9 null, was für eine gute Sicherheit sorgt.
  • Während des normalen Betriebs, wenn der Anschluss J1 und der Anschluss J2 des Umschalters immer noch mit dem Transformator verbunden und nicht getrennt sind, kann die Struktur des Schalters des fünften Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters ausgewählt werden, wobei der Schalter einen Hauptschalter K21-1, einen Hauptschalter K22-1, einen Schalter K27-1, einen Schalter K28-1, eine Thyristor-Hilfsschaltung I, eine Thyristor-Hilfsschaltung II, einen Piezowiderstand R und drei Anschlüsse J1, J2, J3 umfasst; ein Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J1 verbunden, und das andere Ende des Hauptschalters K21-1 ist mit dem Anschluss J3 verbunden; ein Ende der Thyristor-Hilfsschaltung I ist mit dem Anschluss J3 verbunden, und die andere Seite der Thyristor-Hilfsschaltung I ist durch den Schalter K27-1 mit dem Anschluss J1 verbunden; ein Ende des Hauptschalters K22-1 ist mit dem Anschluss J2 verbunden und das andere Ende mit dem Anschluss J3; ein Ende der Thyristor-Hilfsschaltung II ist mit dem Anschluss J3 verbunden und das andere Ende der Thyristor-Hilfsschaltung II ist durch den Schalter K28-1 mit dem Anschluss J2 verunden; das Ende der Thyristor-Hilfsschaltung I, das mit dem Schalter K27-1 verbunden ist, und das Ende der Thyristor-Hilfsschaltung II, das mit dem Schalter K28-1 verbunden ist, sind weiterhin mit dem Piezowiderstand R verbunden. Dies ist so wie in 14 dargestellt.
  • Während der inaktiven Zeit des Laststufenschalters sind K27-1, K28-1 ausgeschaltet, wobei die elektrischen Spannungen an den zwei Enden der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung I8 und der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung II9 jeweils null betragen. Vor dem Betrieb des Schalters des Laststufenschalters werdem K27-1, K28-1 eingeschaltet. Nach dem Betrieb des Schalters des Laststufenschalters werden K27-1 und K28-1 sofort ausgeschaltet. Die Betriebsvorgänge der Schalterkontakte K27-1, K28-1 können durch ein Wechselstrom-Schaltschütz realisiert werden. Wenn die Spule eines Wechselstrom-Schaltschützes K27 mit Strom versorgt wird, führt der Kontakt 27-1 des Schaltschützes eine Betriebsaktion aus, und wenn die Spule des Wechselstrom-Schaltschützes 28 mit Strom versorgt wird, führt der Kontakt 28-1 des Wechselstrom-Schaltschützes aus. Bevor der Schalter und der thyristorgestützte Laststufenschalter in Betrieb gehen, werden zuerst die Spulen der Schaltschütze K27 und K28 mit Strom versorgt, und danach erfolgt der Eintritt in das Betriebsprogramm des Umschalters. Nachdem der thyristorgestützte Laststufenschalter seine Arbeit geleistet hat, wird die Stromversorgung der Spulen der Wechselstrom-Schaltschütze K27 und K28 beendet.
  • Die übrige Struktur sowie das Programm des fünften Ausführungsbeispiels des thyristorgestützten Laststufenschalters sind die gleichen wie in Ausführungsbeispiel 6 und werden hier nicht noch einml überflüssigerweise wiederholt erläutert.
  • Der thyristorgestützter Laststufenschalter sowie das zugehörige Verfahren der vorliegenden Erfindung können vollständig durch bereits existierende Technik entworfen und hergestellt werden, wodurch eine breite Anwendungsaussicht besteht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stufenwähler-Anschluss I
    2
    Stufenwähler-Anschluss II
    3
    gemeinsamer Anschluss
    4
    Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung
    5
    Drossel***-Eisenkern
    6
    Thyristorschalter
    7
    bidirektionale Spannungsstabilisierungsschaltung
    8
    wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung I
    9
    wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung II
    10
    Stufenwähler
    11
    Umschalter
    12
    Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul

Claims (15)

  1. Thyristorgestützter Laststufenschalter, umfassend einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis; dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptschaltkreis aus einem Schalter (K1) aufgebaut ist, wobei der Übergangsschaltkreis aus einer linearen Drossel (L1), einer Sättigungsdrossel (L2) und einer Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; wobei ein Ende des Schalters (K1) zwischen einem ersten Stufenwähler-Anschluss (I) und einem zweiten Stufenwähler-Anschluss (II) über einen Umschalter (K5) umgeschaltet wird und ein Ende der linearen Drossel (L1) zwischen dem ersten Stufenwähler-Anschluss (I) und dem zweiten Stufenwähler-Anschluss (II) durch einen Umschalter (K6) umgeschaltet wird; wobei der Schalter (K1) und das andere Ende des Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.
  2. Thyristorgestützter Laststufenschalter, umfassend einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis; wobei der Hauptschaltkreis aus einer Sättigungsdrossel (L4) und einem Steuerschalter (K10), der einen Thyristorschalter steuert, und die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; wobei der Übergangsschaltkreis aus einer linearen Drossel (L1), einer Sättigungsdrossel (L2) und einer Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; wobei ein Ende der Sättigungsdrossel (L4) zwischen einem ersten Stufenwähler-Anschluss (I) und einem zweiten Stufenwähler-Anschluss (II) über einen Umschalter (K5) umgeschaltet wird und ein Ende der linearen Drossel (L1) zwischen dem ersten Stufenwähler-Anschluss (I) und dem zweiten Stufenwähler-Anschluss (II) durch einen Umschalter (K6) umgeschaltet wird; und wobei der Thyristorschalter und das andere Ende der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind.
  3. Thyristorgestützter Laststufenschalter, umfassend einen Hauptschaltkreis und einen Übergangsschaltkreis; wobei der Hauptschaltkreis aus einer Sättigungsdrossel (L4) und einem Thyristorschalter, der durch einen Steuerschalter (K10) gesteuert wird, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; wobei der Übergangsschaltkreis aus einer linearen Drossel (L1), einer Sättigungsdrossel (L2) und einer Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung, die in Reihe geschaltet sind, aufgebaut ist; wobei ein Ende der Sättigungsdrossel (L4) gemeinsam mit einem Ende der Übergangsschalter (K15, K14) verbunden ist und die anderen Enden der Übergangsschalter (K15, K14) jeweils mit Stufenwähler-Anschlusss (I, II) verbunden sind; wobei ein Ende der linearen Drossel (L1) gemeinsam mit einem Ende der Übergangsschalter (K17, K16) verbunden ist und die anderen Enden der Übergangsschalter (K17, K16) jeweils mit den Stufenwähler-Anschlüssen (I, II) verbunden sind; wobei der Thyristorschalter und das andere Ende der spannungsaulösende Thyristorschaltung mit einem gemeinsamen Anschluss verbunden sind; wobei ein Hauptkontakt einer ungeradzahligen Seite (K11) weiterhin zwischen dem ersten Stufenwähler-Anschluss (I) und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist und ein Hauptkontakt einer geradzahligen Seite (K12) weiterhin zwischen dem zweiten Stufenwähler-Anschluss (II) und dem gemeinsamen Anschluss verbunden ist.
  4. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktanz der linearen Drossel (L1) größer als Null und kleiner als Z1 ist; wobei Z1 gleich einem Quotienten ist, der durch Dividieren einer Nennspannung zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen (I, II) durch Nennlaststrom erhalten wird.
  5. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Drossel (L1) und die Sättigungsdrossel (L2) in einer Drossel (L3) zusammengeführt sind; wobei die Drossel (L3) einen magnetischen Flusseisenkern mit geschlossenem Kreislauf und eine Spule (L3) aufweist, wobei ein Teil des Abschnitts des magnetischen Flusseisenkerns mit geschlossenem Kreislauf eine größere Querschnittsfläche aufweist und die Querschnittsfläche der übrigen Abschnitte des Eisenkerns kleiner ist; wobei die Spule (L3) auf dem Eisenkern am Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche gewickelt ist; wobei, wenn der elektrische Strom relativ klein ist, der Eisenkern mit geschlossenem Kreislauf ungesättigt ist; wobei die Spule (L3) äquivalent zu der Sättigungsdrossel (L2) ist; wobei, wenn der Strom relativ groß ist, der Eisenkern an dem Abschnitt mit der kleineren Querschnittsfläche des Eisenkerns mit geschlossenem Kreislauf gesättigt ist und der Eisenkern an dem Abschnitt mit der größeren Querschnittsfläche ungesättigt ist; wobei die Reaktanz der Spule (L3) rasch auf einen kleineren Wert abgesenkt wird und die Spule (L3) zu diesem Zeitpunkt äquivalent zu der linearen Drossel (L1) ist.
  6. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung Folgendes beinhaltet umfasst: eine Sicherung (FU1), die in Reihe mit einem Paar von Thyristoren (D1, D2) verbunden ist, das umgekehrt parallel geschaltet ist, um einen Hauptschaltkreis der Überspannungsauslösungs-Thyristorschaltung zu bilden; einen Widerstand (R1) und einen Kondensator (C1), die mit den beiden Enden der Thyristoren (D1, D2) umgekehrt parallel verbunden sind, nachdem sie in Reihe geschaltet wurden; wobei Gateelektroden und Kathoden der beiden Thyristoren (D1, D2) jeweils mit Kondensatoren (C2, C3), Widerständen (R2, R3) und Dioden (D3, D4) verbunden sind; wobei die Gate-Elektroden der beiden Thyristoren (D1, D2) weiterhin jeweils mit dem Eingangsanschluss eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden (D5, D6, D7, D8) aufgebaut ist, verbunden sind; wobei das Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters mit einer Spannungsreglerdiode (D9) verbunden ist, wobei die Kathode der Spannungsreglerdiode (D9) mit der Ausgangsend-Anode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, und wobei die Anode der Spannungsreglerdiode (D9) mit der Ausgangsend-Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, wobei die stabilisierte Spannung der Spannungsreglerdiode (D9) gleich U1 = k1U2 ist; wobei k1 ein Zuverlässigkeitskoeffizient ist und einen Wert von 1,2 bis 2 aufweist; wobei U2 den Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen (I, II) des Laststufenschalters bezeichnet.
  7. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Thyristorschalter Folgendes umfasst: eine Sicherung (FU1), die in Reihe mit einem Paar von Thyristoren (D1, D2) verbunden ist, das umgekehrt parallel geschaltet ist, um einen Hauptschaltkreis zu bilden; einen Widerstand (R1) und einen Kondensator (C1), die mit den beiden Enden der Thyristoren (D1, D2) umgekehrt parallel verbunden sind; wobei die Gateelektroden und die Kathoden der beiden Thyristoren (D1, D2) jeweils mit Kondensatoren (C2, C3), Widerständen (R2, R3) und Dioden (D3, D4) verbunden sind; wobei Gate-Elektroden der beiden Thyristoren (D1, D2) weiterhin jeweils mit dem Eingangsanschluss eines Vollbrückengleichrichters, der aus den Dioden (D5, D6, D7, D8) aufgebaut ist, verbunden sind; wobei eine Spannungsreglerdiode (D11) und eine weitere Spannungsreglerdiode (D9) gleichgerichtet in Reihe verbunden werden und danach die in Reihe verbundenen Anoden der Spannungsreglerdioden (D11, D9) mit den Kathoden des Vollbrückengleichrichters verbunden werden, wobei die in Reihe verbundenen Kathoden der Spannungsreglerdioden (D11, D9) mit den Anoden des Vollbrückengleichrichter verbunden werden; wobei die Anode einer Diode (D10) mit der Anode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, die Kathode der Diode (D10) mit einem Ende des Schalters (K10) verbunden ist und das andere Ende des Schalters (K10) mit der Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist; wobei der stabilisierte Spannungswert (U3) der in Reihe geschalteten Spannungsreglerdiode (D11) und Spannungsreglerdiode (D9) gleich U3 = k2(U1 + U2) ist; wobei k2 einen Zuverlässigkeitsskoeffizienten bezeichnet und ein Wert von 1,1 bis 1,5 ist, wobei U1 = k1U2 ist; wobei k1 ein Zuverlässigkeitsskoeffizient ist und ein Wert von 1,2 bis 2 ist; wobei U2 den Spitzenwert der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen 1,2 des Laststufenschalters bezeichnet; wobei die Summe der positiven Röhrenspannungsabfälle aller Halbleiter einer Gateelektroden-Triggerschleife des Thyristors (D1) oder (D2) etwa bei 1,5 U4 liegt, und U4 den maximalen Strom bezeichnet und den transienten Spitzenwert des Kurzschlußstroms einschließt, der eventuell hindurchfließt, sowie den positiven Diodenspannungsabfall, der durch den Hauptschaltkreis des Thyristors (D1 oder D2) fließt.
  8. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss eines nicht-gemeinsamen Anschlusses des Hauptschaltkreises und der Anschluss eines nicht-gemeinsamen Anschlusses des Übergangsschaltkreises ferner mit einer bidirektionalen Spannungs-stabilisierungsschaltung verbunden sind; wobei der Spannungsstabilisierungswert der bidirektionalen Spannungsstabilisierungsschaltung größer als der Spitzenwert U2 der Arbeitsfrequenz-Nennbetriebsspannung für den Anschluss zwischen den Stufenwähler-Anschlüssen (I, II) des Laststufenschalters und kleiner als die stabilisierte Spannung U1 der Spannungsreglerdiode (D9) ist.
  9. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalter Verriegelungs-Schaltschütze sind und aus Schließspulen, Auslösespulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten aufgebaut sind; oder es sich um Schaltschütze ohne Verriegelung handelt, die aus Schließspulen, Hauptkontakten und Hilfskontakten aufgebaut sind; wobei die Spulen unter Strom gesetzt werden bzw. ihr Strom unterbrochen wird, um das Ein- und Ausschalten der Schalter zu realisieren.
  10. Thyristorgestützter Laststufenschalter, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Stufenwähler und einem Schalter aufgebaut ist; wobei die Stufenwähler mit dem Schalter verbunden sind, und nachdem der Stufenwähler den Stromabnehmer eines Regeltransformators gewählt hat, durch den Schalter eine Lastschaltung des Stromabnehmers realisiert wird; wobei der Schalter einen ersten Hauptschalter (K21-1), einen zweiten Hauptschalter (K22-1), eine erste wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (I) und eine zweite wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (II), einen Piezowiderstand (R) und drei Anschlüsse (J1, J2, J3) umfasst; wobei ein Ende des Hauptschalters (K21-1) mit dem Anschluss (J1) verbunden ist und das andere Ende des Hauptschalters (K21-1) mit dem Anschluss (J3) verbunden ist; wobei die erste wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (I) mit dem ersten Hauptschalter (K21-1) parallel geschaltet ist; wobei ein Ende des ersten Hauptschalters (K22-1) mit dem Anschluss (J2) verbunden ist und das andere Ende des Hauptschalters (K22-1) mit dem Anschluss (J3) verbunden ist; wobei die zweite wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (II) mit dem zweiten Hauptschalter (K22-1) parallel geschaltet ist; wobei das Ende der ersten wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I), das nahe bei (J1) liegt, und das Ende der zweiten wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (II), das nahe an J2 liegt, ferner mit dem Piezowiderstand (R) verbunden sind; wobei ein Paar von Schaltern jeweils in der ersten wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I) und in der zweiten wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (II) angeordnet ist, um den Zustandsschalter für die entsprechende Thyristor-Hilfsschaltung zu steuern, wobei das Bezugszeichen eines normalerweise offenen Schalters (KA) in der ersten wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I) K23-1 ist und das Bezugszeichen von KB K25-1 ist; wobei das Bezugszeichen eines normalerweise offenen Schalters (KA) in der wirtschaftlichen zweiten Thyristor-Hilfsschaltung (II) K24-1 ist und das Bezugszeichen von KB K26-1.
  11. Thyristorgestützter Laststufenschalter, der durch Folgendes gekennzeichnet ist: einen Stufenwähler und einen Schalter; wobei die Stufenwähler mit dem Schalter verbunden werden, und nachdem der Stufenwähler den Stromabnehmer eines Regeltransformators gewählt hat, durch den Schalter eine Lastschaltung des Stromabnehmers realisiert wird; wobei der Schalter einen ersten Hauptschalter (K21-1), einen zweiten Hauptschalter (K22-1), einen Schalter (K27-1), einen Schalter (K28-1), eine erste wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (I) und eine zweite wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (II) einen Piezowiderstand R und drei Anschlüsse J1, J2, J3 umfasst; wobei ein Ende des zweiten Hauptschalters (K22-1) mit dem Anschluss (J1) verbunden ist und das andere Ende des ersten Hauptschalters (K21-1) mit dem Anschluss (J3) verbunden ist; wobei ein Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I) mit dem Anschluss (J3) verbunden ist und das andere Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung durch den Schalter (K27-1) mit dem Anschluss (J1) verbunden ist; wobei ein Ende des zweiten Hauptschalters (K22-1) mit dem Anschluss (J2) verbunden ist und das andere Ende des Hauptschalters mit dem Anschluss (J3) verbunden ist; ein Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (II) mit dem Anschluss (J3) verbunden ist und das andere Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (II) durch den Schalter (K28-1) mit dem Anschluss (J2) verbunden ist; wobei das Ende der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I) mit dem Schalter (K27-1) verbunden ist und das Ende der Thyristor-Hilfsschaltung (II) mit dem Schalter (K28-1) verbunden ist, wobei diese weiterhin mit dem Piezowiderstand (R) verbunden sind; wobei ein Paar Schalter jeweils in der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I) und der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (II) versehen ist, um den Zustandsschalter der Thyristor-Hilfsschaltung zu steuern, wobei: das Bezugszeichen eines normalerweise geöffneten Schalters (KA) der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (I) K23-1 und das Bezugszeichen von KB K25-1 lautet; wobei das Bezugszeichen eines normalerweise geöffneten Schalters (KA) der wirtschaftlichen Thyristor-Hilfsschaltung (II) K24-1 und das Bezugszeichen von KB K26-1 lautet.
  12. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass: die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (I) und die wirtschaftliche Thyristor-Hilfsschaltung (II) die gleiche Struktur aufweisen: ein Paar von Thyristoren (D1, D2) umgekehrt und parallel konstruiert wurden, um einen Hauptschaltkreis der Thyristor-Hilfsschaltung zu bilden; ein Widerstand (R1) und ein Kondensator (C1) mit den beiden Enden der Thyristoren (D1, D2) umgekehrt parallel verbunden sind; Gate-Elektroden und Kathoden der beiden Thyristoren (D1, D2) jeweils mit Kondensatoren (C2, C3), Widerständen (R2, R3) und Dioden (D3, D4) verbunden sind; wobei die Anoden der Dioden (D3, D4) jeweils mit den Gate-Elektroden der Thyristoren (D1, D2) verbunden sind und die Kathoden der Dioden (D3, D4) jeweils mit den Kathoden der Thyristoren (D1, D2) verbunden sind; wobei der Eingangsanschluss des aus den Dioden (D5, D6, D7, D8) aufgebauten Vollbrückengleichrichters nach der Reihenverbindung mit einem normalerweise offenen Schalter (KB) zwischen den Gate-Elektroden der beiden Thyristoren (D1, D2) verbunden wird; wobei das Ausgangsende des Vollbrückengleichrichters mit der Spannungsreglerdiode (D9) verbunden ist, wobei die Kathode der Spannungsreglerdiode (D9) mit dem Ausgangsende der Anode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist, wobei die Anode der Spannungsreglerdiode (D9) mit dem Ausgangsende der Kathode des Vollbrückengleichrichters verbunden ist; wobei die Dioden (D13, D14, D15) in der gleichen Richtung in Reihe verbunden sind und auch die Dioden (D16, D17, D18) in der gleichen Richtung in Reihe verbunden sind, wobei die beiden Diodenstränge in Reihe mit dem normalerweise offenen Schalter (KA) verbunden werden, nachdem sie umgekehrt parallel verbunden wurden, und danach zwischen den Gate-Elektroden der zwei Thyristoren (D1, D2) verbunden werden.
  13. Thyristorgestützter Laststufenschalter nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass: in den Stromabnehmeranschlüssen des Regeltransformators der ganz in der Mitte liegende Anschluss als Nulllinie definiert ist, wobei die Nulllinie und ein anliegender Stromabnehmeranschluss des Regeltransformators jeweils mit zwei Anschlüssen der primären Spule des Transformators (T2) verbunden sind und der Anschluss einer sekundären Spule des Tansformators (T2) Wechselstrom-Steuerspannung bereitstellt; wobei ein Anschluss der Wechselstrom-Steuerspannung als Nulllinie dafiniert ist, wobei die Nulllinie der primären Spule des Transformators (T2) mit der Nulllinie der sekundären Spule des Transformator (T2) verbunden ist; das Anschluss der Wechselstrom-Steuerspannung auch als Eingang für ein Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul benutzt wird, wobei das Gleichspannungsstabilisierungs-Energieversorgungsmodul für den Schalter Gleichstrom-Steuerspannung bereitstellt, wobei der Niedrigpotentialanschluss der Gleichstrom-Steuerspannung als Nulllinie der Gleichstrom-Steuerspannung definiert ist, und wobei die Nulllinie der Gleichstrom-Steuerspannung mit der Nulllinie der Wechselstrom-Steuerspannung verbunden ist.
  14. Betriebsverfahren für thyristorgestützten Laststufenschalter nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch: a. Betriebsverfahren des Umschaltens des Leitens des Anschlusss (J1) des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) zum Leiten des Anschlusss (J2) mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) wie folgt: (1) Einschalten des Schalters (K23-1) und Einschalten des Schalters (K26-1); (2) Ausschalten des Hauptschalters (K21-1); (3) Ausschalten des Schalters (K23-1); (4) Einschalten des Schalters (K24-1); (5) Einschalten des Hauptschalters (K22-1); (6) Zurücksetzen der gesamten Gruppe; b. Betriebsverfahren des Umschaltens des Leitens des Anschlusss (J2) des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) zum Leiten des Anschlusss (J1) mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) wie folgt: (1) Einschalten des Schalters (K24-1) und Einschalten des Schalters (K25-1); (2) Ausschalten des Hauptschalters (K22-1); (3) Ausschalten des Schalters (K24-1); (4) Einschalten des Schalters (K23-1); (5) Einschalten des Hauptschalters (K21-1); (6) Zurücksetzen der gesamten Gruppe.
  15. Betriebsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umschalten des Leitens vom Anschluss (J1) des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) zum Leiten des Anschlusses (J2) mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) das Zeitintervall zwischen dem Ausschalten des Schalters (K23-1) und dem Einschalten des Schalters (K24-1) größer als 20 Millisekunden ist; wobei beim Umschalten des Leitens vom Anschluss (J2) des Schalters des Laststufenschalters mit dem gemeinsamen Anschluss (J3) zum Leiten des Anschlusses (J1) mit dem gemeinsamen Anschluss (J3), das Zeitintervall zwischen dem Ausschalten des Schalters (K24-1) und dem Einschalten des Schalters (K23-1) größer als 20 Millisekunden ist.
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