DE1239394B

DE1239394B - Schaltanordnung fuer Lastumschalter von Stufenschaltern bei Regeltransformatoren

Info

Publication number: DE1239394B
Application number: DEM52886A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bleibtreu
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1962-02-08
Filing date: 1962-05-17
Publication date: 1967-04-27
Also published as: NL123325C; BE632521A; NL288691A; US3174097A; CH400346A; BE628195A; NL292688A; GB994329A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl.:

HOlf

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

HOlh

Deutschem.: 21 d2-53/03

Nummer: 1239 394

Aktenzeichen: M 52886 VIII b/21 d2

Anmeldetag: 17. Mai 1962

Auslegetag: 27. April 1967

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für Lastumschalter von Stufenschaltern bei Regeltransformatoren mit vorzugsweise sechs in Fahnen-Wimpel-Schaltung schaltenden, mit Doppelkontakten versehenen Schaltstrecken.

Die am häufigsten verwendeten Schaltungen für Lastumschalter, die mit Widerstands-Schnellumschaltung arbeiten, sind die Wimpelschaltung mit ein oder zwei Überschaltwiderständen, die Fahnenschaltung mit zwei Überschaltwiderständen und die Fahnen-Wimpel-Schaltung mit vier Überschaltwiderständen. Die Ausführung und Wirkungsweise dieser Schaltungen sind hinlänglich bekannt.

Die bekannten Lastumschalter dieser Art sind für Lastumschaltungen bei den für sie vorgesehenen Nennströmen so weit entwickelt, daß sie mit großer Sicherheit schalten und eine der Lebensdauer des Transformators angepaßte große Lebensdauer besitzen. Treten jedoch Überlastströme beispielsweise in zwei- bis dreifacher Stärke des Nennstromes auf, so führt dies öfters zu Schaltfehlern, besonders zu Stufenkurzschlüssen, die für den Schalter und auch den Transformator gefährlich werden können.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, Lastumschalter von Stufenschaltern bei Regeltransformatoren mit vorzugsweise sechs in Fahnen-Wimpel-Schaltung schaltenden, mit Doppelkontakten versehenen Schaltstrecken so zu schalten, daß auch höhere Grenzschaltleistungen erzielt werden. Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß die beiden Eingangs- und Ausgangsschaltstrecken jeweils miteinander in Reihe und die Mittelschaltstrecken parallel zu diesen geschaltet sind und je ein Überschaltwiderstand parallel zur ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke und je ein weiterer Uberschaltwiderstand in Reihe mit den Mittelschaltstrecken liegt. Dadurch wird erreicht, daß bei Schaltung mit Nennströmen der Lastumschalter als normaler Fahnen-Wimpel-Schalter, bei Überströmen jedoch nur als Wimpelschalter mit vier in Reihe geschalteten Unterbrechungsstellen wirkt.

Vom öffnen der ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke bis zum Schließen der zweiten Mittelschaltstrecke ist in vorteilhafter Weise eine Zeit von mindestens 1,3 Halbwellen vorgesehen. Außerdem ist es zweckmäßig, daß die Öffnungsstrecke an der ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke größer als die Öffnungsstrecke an der zweiten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke ist.

Durch diese Schaltanordnung ist es möglich, die konstruktive Ausführung der einzelnen Schaltstrecken und die Öffnungsgeschwindigkeit derselben gleich wie

Schaltanordnung für Lastumschalter von
Stufenschaltern bei Regeltransformatoren

Anmelder:

Maschinenfabrik Reinhausen
Gebrüder Scheubeck K. G.,
Regensburg, Falkensteinstr. 8

Als Erfinder benannt:
Alexander Bleibtreu, Regensburg

bei den bisher üblichen Lastumschaltern, welche in Fahnen-Wimpel-Schaltung arbeiten, auszuführen. Trotzdem wird aber durch diese Schaltanordnung nach der Erfindung beim Auftreten von Uberlastströmen eine sichere Lastumschaltung gewährleistet, weil beim Nichtverlöschen des Lichtbogens an der ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke sich diese automatisch in Serie zur zweiten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke schaltet und der Überschaltwiderstand der zweiten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke kurzgeschlossen wird. Dadurch liegt die zweite Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke zur ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke in Serie, und es ist hiermit eine Vierfachunterbrechung des Überlaststromes gegeben, welche ein weit höheres Löschvermögen aufweist als bei Normalschaltung die Zweifachunterbrechung. Die Hintereinanderschaltung der ersten beiden Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecken findet also nur beim Auftreten eines Überlaststromes statt, der so groß sein muß, daß die erste Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke diesen Strom nicht mehr löschen kann. Hierdurch erhalten die nach der Erfindung geschalteten Lastumschalter bei gleichen Abmessungen wie die bisherigen bekannten Lastumschalter eine weit höhere Sicherheit gegenüber auftretenden Überlastströmen.

Bei einem bekannten Lastumschalter wurde zum Umschalten des Laststromes von einer Anzapfung zur anderen eine Mehrfachunterbrechung verwendet, die sowohl bei Umschaltung mit Nennstrom als auch bei Umschaltung mit Uberlaststrom die gleiche Anzahl Unterbrechungsstellen besitzt, obwohl dies bei Nennstrom nicht unbedingt notwendig wäre. Dadurch muß zwangläufig weit mehr Kontaktmaterial aufgewendet

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Claims

werden als bei dem Lastumschalter nach der vorliegenden Erfindung, da bei Mehrfachunterbrechung immer jede Unterbrechungsstelle für den vollen Strom ausgelegt sein muß. Der Aufbau eines solchen Schalters mit viel Unterbrechungsstellen in Serie an jeder Schaltstrecke ist dadurch sehr kompliziert sowohl in Hinsicht auf die Konstruktion als auch auf die Betätigungsweise der einzelnen Schaltstellen. Diese Nachteile werden durch die Schaltanordnung nach der Erfindung vermieden. Weiterhin ist eine Schaltanordnung für Lastumschalter bekanntgeworden, wobei in den Stromkreis des Lastumschalters zusätzlich ein Spannungsteiler in Form eines Spartransformators geschaltet ist, um eine Zwischenstellung zwischen den Regulierstufen des Transformators zu erreichen. Dieser induktive Spannungsteiler liegt ständig im Stufenstromkreis, wodurch sich in allen Schaltstellungen zusätzliche ohmsche Verluste ergeben. Auch diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden. Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Herausstellung der Vorteile soll an Hand eines Ausführungsbeispieles der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden. Die Schaltbilder nach F i g. 1 bis 4 stellen dabei die Schaltstrecken des Lastumschalters bei den einzelnen Schaltschritten dar. In den Schaltbildern sind die Schaltstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6 mit jeweils einem Kontaktpaar dargestellt, welches durch eine bewegliche Schaltbrücke überbrückt wird. Die Überschaltwiderstände R1 und R2 sind so geschaltet, daß die Widerstände ,R1 parallel zur Eingangsschaltstrecke 1 bzw. Ausgangsschaltstrecke 6 liegen, während die Uberschaltwiderstände R2 in Reihe mit den Mittelschaltstrecken 3 und 4 geschaltet sind. Mit CZ1 und U2 sind zwei Stufenanzapfungen an der Regelwicklung des Transformators bezeichnet. Die beiden Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecken 1 und 2 bzw. 5 und 6 sind jeweils in Serie hintereinandergeschaltet, während die Mittelschaltstrecken 3 und 4 parallel zu den beiden Eingangs- und Ausgangsschaltstrecken liegen. Der zwangläufige Ablauf der Schaltung kann beispielsweise durch einen Segmentschalter in bekannter Bauart erfolgen, wobei die Schaltstrecken 1, 3 und 5 bzw. 2, 4 und 6 zwangläufig voneinander abhängig schalten. In Fig. 1 ist die Schaltung in Ruhestellung des Lastumschalters dargestellt. Der erste Schaltschritt erfolgt, indem die Schaltstrecke 3 schließt und dabei zwangläufig die Schaltstrecke 1 öffnet (F i g. 2). An der Schaltstrecke 1 entstehen nun zwei in Serie geschaltete Lichtbögen, welche den der Schaltstrecke 1 parallelliegenden Widerstandii1 kurzschließen. Der Stromverlauf erfolgt demnach von U1 über die Schaltstrecke 2, die Schaltstrecke 1 zum Sternpunkt. Vom Öffnen der Schaltstrecke 1 bis zum Schließen der Schaltstrecke 4, die als zweiter Schaltschritt gilt, ist, durch die Kinematik des Schalters bedingt, eine Zeit von mindestens 1, 3 Halbwellen vorgesehen, d. h. also, der Lichtbogen an der Schaltstrecke 1 verlöscht bei Nennstrom, bevor die Schaltstrecke 4 aufsitzt. Beim Aufsitzen der Schaltstrecke4 (Fig. 3) fließt der Strom von U1 über die Schaltstrecke 2 und den Widerstand R1 zum Sternpunkt und außerdem ein Kreisstrom von U1 nach U2 über den nun in Serie geschalteten Widerstand R2. Beim dritten Schaltschritt (Fig. 4) schließt die Schaltstrecke 5, und es öffnet sich zwangläufig die Schaltstrecke 3, wodurch der Kreisstrom von U1 nach U2 unterbrochen wird. Der Strom fließt von U2 über die Schaltstrecke 5 und den Überschaltwiderstand .R1 zum Sternpunkt, bis durch das Schließen der Schaltstrecke 6 die direkte Stromverbindung EZ2 zum Sternpunkt geschaffen wird und damit die Stufenumschaltung abgeschlossen ist. Bei Uberströmen von einem bestimmten Wert wird normalerweise das Löschvermögen der Schaltstrecke so überschritten werden, daß eine Löschung im ersten Nulldurchgang, also eine Halbwellenlöschung, nicht mehr erfolgt. Der Lichtbogen an der Schaltstrecke 1 würde demnach in das Aufschalten der Schaltstrecke 4, 5 oder 6 hineinbrennen, was im schlimmsten Fall zu einem Stufenkurzschluß führen kann. Wenn bei vorliegender Schaltung der Fall eintritt, daß die Lichtbögen an der Schaltstrecke 1 nicht löschen, bevor die Schaltstrecke 4 schließt und die Schaltstrecke 2 öffnet, so bleibt der Überschaltwiderstand R1 kurzgeschlossen, und die Schaltstrecke 2 schaltet sich in Serie zur Schaltstrecke 1, so daß dann eine Vierfachunterbrechung vorliegt, welche ein weit höheres Löschvermögen aufweist als bei Normalschaltung mit Zweifachunterbrechung. Die Wiederkehrspannung ergibt sich in diesem Fall dann für die in Serie geschalteten Schaltstrecken 1 und 2 aus dem Spannungsabfall am Widerstand R.,. Durch die Kinematik bedingt, ist nun die Öffnungsstrecke an der Schaltstrecke 1 immer größer als an der Schaltstrecke 2, so daß bei einem eventuellen Wiederzünden zuerst die Schaltstrecke 2 durchzünden wird, wobei der Strom dann wieder über den Widerstand R1 und parallel dazu über den Widerstand R2 fließt und demnach die Wiederkehrspannung für die Schaltstrecke sofort absinkt, da nun .R1 parallel zu R2 liegt. Die Umschaltung nach der Erfindung besitzt also den wesentlichen Vorteil, daß sie bei normaler Schaltung mit Nennstrom mit zwei in Serie geschalteten Unterbrechungsstellen ausgerüstet ist, während bei Überlastströmen der Schalter als Wimpelschalter arbeitet, wobei an der kritischen ersten Schaltstrecke eine Vierfachunterbrechung stattfindet, welche bekanntlich ein entsprechend hohes Ausschaltvermögen hat. Dadurch ergibt sich bei dieser Schaltung nach der Erfindung eine höhere Grenzschaltleistung als bei den bisher bekannten Schalterausführungen. Patentansprüche:

1. Schaltanordnung für Lastumschalter von Stufenschaltern bei Regeltransformatoren mit vorzugsweise sechs in Fahnen-Wimpel-Schaltung schaltenden, mit Doppelkontakten versehenen Schaltstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Eingangs- und Ausgangsschaltstrecken (1,2 und 5, 6) jeweils miteinander in Reihe und die Mittelschaltstrecken (3, 4) parallel zu diesen geschaltet sind und je ein Überschaltwiderstand (R₁) parallel zur ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke (1 bzw. 6) und je ein weiterer Überschaltwiderstand (R₂) in Reihe mit den Mittelschaltstrecken (3, 4) liegt.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Öffnen der ersten Eingangs- bzw. Ausgangsschaltstrecke (1 bzw. 6) bis