DE1802871B2

DE1802871B2 - Verfahren zur umschaltung von transformatoren oder drosselspulen und stufenschaltwerk mit nur einem vorwaehler zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE1802871B2
Application number: DE19681802871
Authority: DE
Inventors: Willy Dr Ing Brandes Donald Dr Ing 7000 Stuttgart Rabus
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Priority date: 1968-10-12
Filing date: 1968-10-12
Publication date: 1972-10-26
Also published as: CH498476A; FR2020581A1; DE1802871A1; FR2020581B1

Description

1. Umlegung der Laststromableitung von der io

Feinstufenentwicklung auf den potential-

gleichen oder um eine Stufe im Potential abweichenden Anschluß der Grobstuf enwicklung.

II. Unterbrechungslose Einschaltung eines Dämp- ^Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur fungswiderctandes zwischen das Anlenkungs- ^l5 Umschaltung von Transformatoren oder Drosselende der Feinstufenwicklung und dem unter spulen mit Grob- und Feinstufenwicklung in Umlenk-L erwähnten Anschluß der Grobstufenwick- schaltung oder mit Stamm- und Feinstufenwicklung j_ung in Umkehrschaltung, wobei mindestens ein einpoliger

III. Unterbrechung des Stromkreises des Dämp- Vorwähler verwendet wird,
fungswiderstandes und damit galvanisches ²⁰ _Q ^Bei Transformatoren und Drosselspulen, deren Freischalten der Feinstufenwicklung. Spannung unter Last Siegelt wird, verwendet man in

° der Regel die Umkehrschaltung oder die Umlenk-

IV. Verbindung des Anlenkungsendes der Fein- _{schaltung für die} elektrische Verbindung von Stammstufenwicklung über denselben oder einen _und Stufenwicklungen.

zweiten Dämpfungswiderstand mit einem an- _{25 Bd der} Umkehrschaltung werden die Zeiger der deren Anschluß der Grobstufenwicklung. Stufenwicklungsspannung durch Vertauschen der V. Kurzschließen bzw. Ausschalten des zuletzt Wicklungsanschlüsse einmal der Spannung der Stammgenannten Dämpfungswiderstandes. wicklung zu-, das andere Mal entgegengeschaltet. Bei VI. Verbindung der Laststromableitung mit der der Verwendung eines doppelpoligen Vorwählers Feinstufenwicklung. 30 bleibt die Stufenwicklung immer galvanisch angelenkt.

Die F i g. 1 zeigt ein solches Vorwahlprinzip. Über

2. Verfahren zur Umschaltung von Transforma- den zweipoligen Vorwähler 3 wird die Stufenwicktoren oder Drosselspulen mit Stamm- und Fein- lung 2 der Stammwicklung 1 entweder entgegengestufenwicklung in Umkehrschaltung, gekennzeich- schaltet (s. gezeigte Vorwählerstellung) oder zugenet durch folgende, zeitlich aufeinanderfolgende 35 schaltet. Da jedoch alle Wicklungen, unabhängig von Verfahrensschritte: der Vorwählerstellung, stets eingeschaltet bleiben und

vom Laststrom durchflossen werden, treten insbeson-

I. Umlegung der Laststromableitung von dem dere in der Endstellung relativ hohe Verluste auf, so daß gerade mit dem Ende der Stammwicklung elek- Abhilfe geschaffen werden muß. Die Umkshrschaltung trisch identischen Ende oder der um eine 40 hat jedoch den Vorteil, daß keine Entladung mit entStufe davon abweichenden Anzapfung der sprechender Gasbildung in dem den Vorwähler um-Feinstufenwicklung auf das Ende der Stamm- gebendem Öl auftreten kann.

wicklung. Die in F i g. 2 dargestellte Umlenkschaltung zeigt

II. Unterbrechungslose Einschaltung eines Dämp- die Nachteile der Umkehrschaltung nicht. Bei ihr wird

fungswiderstandes zwischen das in I. erwähnte ⁴⁵ die Stufenwicklung 2 einmal an das Ende der

Ende der Feinstufenwicklung und den poten- Stammwicklung 1 und das andere Mal an die Grob-

tialgleichen Anschluß der Stammwicklung. wicklung 4, bzw. eine Stufe davon entfernt, gelegt.

III. Unterbrechung des Stromkreises des Dämp- \ⁿ ^de/ Mittelstellung, der sogenannten Wendestellung fungswiderstandes und damit galvanisches des Vorwahlers, tritt ein Freischalten der Stufenwick-Freischalten der Feinstufenwicklung. ⁵° L^{ung auf}' ^S'^ei^st fnnmdU mehr galvanisch mit der

„,,,.., , , ,-,, τ,- Stamm- und Grobwicklung verbunden und ihr Poten-

IV. Verbindung des anderen Endes der Fein- _{Ual stellt sich} entsprechend ihrer kapazitiven Koppstufenwicklung über denselben oder einen j_u j_rej _ej_n

zweiten Dämpfungswiderstand mit dem Ende _{Bei Ein}i_eii_en des Wendevorganges fließt kein Last-

der Stammwicklung. _{55 strom über den} Vorwählerkontakt, sondern nur ein

V. Kurzschließen bzw. Ausschalten des zuletzt ge- geringer kapazitiver Strom. An dem sich öffnenden

nannten Dämpfungswiderstandes. Vorwählerkontakt entsteht eine Verlagerungspannung,

VI. Verbindung der Laststromableitung mit dem die durch die Potentialverschiebung bedingt ist, welche

anderen Ende der Feinstufenwicklung oder die freigeschaltete Feinstufenwicklung entsprechend

der um eine Stufe davon entfernten Anzapfung 60 der kapazitiven Kopplung erfährt. Diese Spannung

der Feinstufenwicklung. hat Entladungen zwischen den sich trennenden Vorwählerkontakten zur Folge. Diese Entladungen erlö-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch sehen aber beim Nulldurchgang des mit Netzfrequenz gekennzeichnet, daß jeder Dämpfungswiderstand pulsierenden kapazitiven Stromes. Solange die ausmindestens gleich dem Wellenwiderstand ist, der 65 einanderlaufeaden Kontakte aber noch nicht weit sich aus der Ersatzinduktivität und der Ersatz- genug voneinander entfernt sind, wird die Isolierstrecke kapazität der niedrigsten Eigenfrequenz des Aus- erneut wegen der noch ungenügenden elektrischen gleichsvorganges ergibt. Festigkeit und der noch anliegenden hohen Spannung

durchschlagen und die Kapazität wieder aufgeladen. der Umschaltung erfindungsgemäß folgendes Verfah-

Dieser Vorgang verläuft mit hohen Frequenzen und ren angewendet: hohen Strömen und hält sich so lange aufrecht, bis die

Kontakte des Vorwählers genügenden Abstand von- l. Umlegung der Laststromableitung von dem geeinander haben. 5 rade mit dem Ende der Stammwicklung elektrisch Die Entladevorgänge verursachen im Stufenschal- identischen Ende oder der um eine Stufe davon teröl eine beträchtliche Gasentwicklung und die hohen abweichenden Anzapfung der Feinstufenwicklung Ströme eine fühlbare Kontakterosion. Die Gasentwick- auf das Ende der Stammwicklung, lung kann beim häufigen Betätigen des Stufenschal- n. Unterbrechungslose Einschaltung eines Dämpters zum Ansprechen des Buchholz-Relais führen, wo- io fungswiderstandes zwischen das in I. erwähnte durch der Transformator oder die Drosselspule außer Ende der Feinstufenwicklung und den potential-Betrieb gesetzt werdet. Außerdem wird die Festigkeit gleichen Anschluß der Stammwicklung, der Ölstrecken im Stufenschaltergebiet unzulässig her- m. Unterbrechung des Stromkreises des Dämpabgesetzt fungswiderstandes und damit galvanisches Frei-

Zur Unterbindung dieser Gasentwicklung ist es i_{5 schaken der Fe}i_nstufenwi_cklung.

schon bekannt, das völlige Abschalten der Regel- „. ., . _ , , ,-. ·_.»,,*-_

Wicklung nicht nur durch die Art des Umschaltvor- ^IV" Verbindung des anderen Endes der Feinshrfen-

ganges (s. Fig.l) sondern auch dadurch zu ver- ™^cklimS ^ub?^r denselben oder emen zweiten

meiden, daß die Regelwicklung während des gan- Dampfungswiderstand mit dem Ende der Sramm-

zen Umschaltvorganges über einen, ohmschen oder 20 wicklung.

komplexen Widerstand an den eingeschaltet bleiben- ^v- Kurzschließen bzw. Ausschalten des zuletzt ge-

den Wicklungsteil abgelenkt wird (österreichische nannten Dämpfungswiderstandes.

Patentschrift 116 665). Vl. Verbindung der Laststromableitung mit dem an-

Bei der letztgenannten Methode wird die Regel- deren Ende der Feinstufenwicklung oder der um

wicklung während des Umschaltvorganges über den 25 eine Stufe davon entfernten Anzapfung der Fein-

Überschaltwiderstand stets mit dem eingeschalteten stufenwicklung. Wicklungsteil verbunden, wobei dieser Widerstand

kurzzeitig an die volle oder einen Teil der vollen Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist

Spannung der Regelwicklung gelegt wird. Der Wider- es dabei von Vorteil, daß jeder Dämpfungswiderstand

stand muß daher für eine hohe Leistung, die im 30 mindestens gleich dem Wellenwiderstand ist, der sich

Normalbetrieb allerdings nur kurzzeitig auftritt, aus- aus der Ersatzinduktivität und der Ersatzkapazität

gelegt werden. Bei Gesamteigenspannungen der umzu- der niedrigsten Eigenfrequenz des Ausgleichsvorgan-

schaltenden Regelwicklung in einer Höhe bis zu etwa ges ergibt.

37 kV (das sind etwa 16 % Regelbereich bei 400-kV- Bei einem Stufenschalter mit zwei in Reihe ge-Transformatorsn) stellt dieser Widerstand eine auf- 35 schalteten Vorwählern wird zur Durchführung des wendige und sehr unangenehme Beigabe solcher Stu- Verfahrens der Überschaltwiderstand zwischen den fenschalter dar. festen Mittelkontakten der Vorwähler angeordnet und AufgabederErfindungistes.beiVerwendungeinpoli- so ausgebildet, daß beim Schaltvorgang die Kontakte ger Vorwähler die störende Gasentwicklung und Kon- des der Feinstufe am nächsten benachbarten Vortakterosion beim Vorwählgang zu unterbinden. 40 Wählers derart gegen diejenigen des anderen Vor-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Wählers versetzt sind, daß sie zuerst ablaufen bzw. Verfahren zur Umschaltung von Transformatoren oder zuletzt auflaufen. Zweckmäßig werden die beiden VorDrosselspulen mit Grob- und Feinstufenwicklung in wähler untereinander in zwei Ebenen angeordnet. Umlenkschaltung durch folgende, zeitlich aufeinander- Bei Verwendung nur eines einzigen Vorwählers wird folgende Verfahrensschritte gelöst: 45 gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken jedem I. Umlegung der Laststromableitung von der Fein- Hauptkontakt des Vorwählers ein Vorkontakt zustufenwicWung auf den potentialgleichen oder um f^"* ^W°^bei ->^ede/ Vorkontakt jeweils mit einem eine Stufe im Potential abweichenden Anschluß Überschaltwiderstand mit dem zugehörigen Haupder Grobstufenwicklung. *°"^takt verbunden ist und bei dem sich die Kontakt-„ _r, 7 . ^.. 50 bahnen von Haupt- und Vorkontakten überlappen. II. Unterbrechungslose Einschaltung eines Damp- Auch bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, fungswiderstandes zwischen das Anlenkungsende _den überschaltwiderstand so zu bemessen, daß er der Feinstufenwicklung und dem unter 1. erwähn- _{mindestens gleich ist dem} Wellenwiderstand, der sich ten Anschluß der Grobstufenwick'ung. _{aus der Ersatz}i_nduktivität und der Ersatzkapazität der

III. Unterbrechung des Stromkreises des Dämp- ₃₅ niedrigsten Eigenfrequenz des Ausgleichsvorganges fungswiderstandes und damit galvanisches Frei- ergibt.

schalten der Feinstufenwicklung. Ausführungsformen der Erfindung zeigen die F i g. 3

IV. Verbindung des Anlenkungsendes der Feinstufen- und 4.

wicklung über denselben oder einen zweiten In F i g. 3 ist die Wicklung wieder, wie bei der

Dämpfungswiderstand mit einem anderen An- 60 Umlenkschaltung üblich, in die Stammwicklung 1,

schluß der Grobstufenwicklung. die Grobwicklung 4 und die Feinstufenwicklung 2

V. Kurzschließen bzw. Ausschalten des zuletzt ge- unterteilt. Die Feinstufenwicklung 2 ist an das untere

nannten Dämpfungswiderstandes. Ende der Grobwicklung 4 angelenkt. Im normalen

VI. Verbindung der Laststromableitung mit der Fein- ^Betll^{eb wird} der Laststrom an einer Anzapfung 6

stufenwicklung ^6s der Feinstufenwicklung 2 zum Sternpunkt 7 des Trans-

^B- formators oder der Drosselspule abgeführt. Zum Zu-

Bei Transformatoren oder Drosselspulen mit Stamm- und Abschalten der Grobwicklung 4 (bzw. ihrer hier

und Feinstufenwicklung in Umkehrschaltung wird bei nicht mitgezeichneten Einzelstufen) dienen die in

Reihe geschalteten Vorwähler 31 und 32, deren Mit- durch der zweite Vorwähler, der in der Ausführungstenkontakte über den Überschaltwiderstand 5 und form nach F i g. 3 noch gebraucht wird, entfallen. Es deren Außenkontakte direkt miteinander verbunden muß lediglich jeder Vorkontakt 10, 11 mit eigenem sind. Im Normalbetrieb (s. Schaltstellung der beiden Überschaltwiderstand 51, 52 ausgerüstet werden. Kon-Vorwähler 31, 32 gemäß F i g. 3) fließt der Last- 5 struktive Ausführungsformen für die Vorkontakte 10, strom über die niederohmige Brücke zwischen zwei 11 und die Zuordnung der Überschaltwiderstände 51, Außenkontakten der Vorwähler 31, 32. 52 zeigen die F i g. 5 u. 6.

Vor Beginn des Wendevorganges (Position der Vor- In der Ausführungsform nach F i g. 5 stellen die

wähler gemäß F i g. 3) wird der Sternpunkt der Wick- Kontaktfinger 18 des Vorwählers die Verbindung zwi-

'ung an das Ende 41 der Grobwicklung 4 verschoben io sehen dem Schleifring 17, an den die Zuleitung 13

and der Laststrom dort abgenommen. Damit sind von der Feinwicklung 2 geklemmt ist, und dem Kon-

die Vorwähler 31, 32 und die Feinstufenwicklung 2 taktstück 12 her, das über die Leitung 14 mit der

'aststromlos. Grobstufenwicklung 4 verbunden ist. Der Kontakt-

Nach öffnung des Vorwählers 32 (s. Position der finger 16, dessen Gegenkontakt von dem Schleifring

/orwähler gemäß F i g. 3 a) wird den weitgehend kapa- 15 17 durch das Isolierstück 15 galvanisch getrennt und

itiven Strömen, die noch über die Vorwähierkontakte dafür mit diesem über den Überschaltwiderstand 51

ließen, der Überschaltwiderstand 5 entgegengestellt. verbunden ist, dient hier als Vorkontakt, der als

iffnet sich der Vorwähler 31 (Position der Vorwähler letzter vom Kontaktstück 12 abläuft, wenn die Kon-

:;emäß Fig. 3b), so stellt sich das Potential der Fein- taktbrücke geöffnet wird und damit den Wider-

tufenwicklung 2 entsprechend dem Verhältnis der in 20 standskreis einschaltet. Der Vorkontakt ist hier also

⁷ i g. 3 gezeichneten Kapazitäten 8, 9 ein. Dabei wird beweglich ausgeführt.

lie Isolierstrecke zwischen den auseinanderstrebenden Eine analoge Ausführungsform zeigt F i g. 6 mit vontakten des Vorwählers 31 widerholt durch die an- dem Unterschied, daß hier der Vorkontakt 19 fest .tehende Verlagerungsspannung durchschlagen, wobei angeordnet ist. Beim öffnen der Kontaktbrücke stellen iese Ausgleichsvorgänge hochfrequent vor sich gehen. 25 die Kontaktfinger 18 zunächst eine galvanische Vertan kann nun auch geeignete Messungen für die bindung über den Widerstandskreis her, bevor der jrundfrequenz dieses Vorgangs eine Ersatzinduktivi- Vorwähler vollständig öffnet.

it L und eine Ersatzkapazität C ermitteln und daraus Die beschriebene Widerstandsanordnung kann in

ien Wellenwiderstand Z = \'L\C errechnen. Die gleicher Weise auch für die eingangs erwähnte Umkehr-

iasentwicklung infolge von Überschlägen an den 30 schaltung Verwendung finden, wenn dort statt des

/orwählerkontakten geht dann erheblich zurück, zweipoligen ein einpoliger Vorwähler eingesetzt wird.

ⁱ'enn man dem Überschaltwiderstand 5, der im Ferner kann sie selbstverständlich auch dort ange-

:hwingungsfähigen Kreis als Dämpfungswiderstand wandt werden, wo der Vorwähler mehr als zwei

</irkt, mindestens den Wert Z gibt. Stellungen hat.

Im Beispiel nach F i g. 3, 3 a und 3 b wird der 35 Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß einreiche Überschaltwiderstand 5 für beide Vorwähler- mal Beschädigungen des Stufenschalters und der tellungen benutzt. Er ist also so groß zu wählen, Transformatoren und Drosselspulen infolge Gasentaß er beiden Dämpfungsbedingungen genügt. wicklung vermieden werden und daß der gegenüber

Durch die Einführung von Vorkontakten 10, 11 dem zweipoligen wesentlich weniger aufwendige ein-

m Vorwähler 33, F i g. 4, können die Dämpfungsbe- 40 polige Vorwähler für den angegebenen Zweck verwen-

ingungen auch getrennt erfüllt werden. Es kann da- det werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 *J 2 4. Stufenschaltwerk mit nur einem Vorwähler Patentansprüche: zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je-

1. Verfahren zur Umschaltung von Transforma- dem Hauptkontakt des Vorwählers (33) eh? Vortoren oder Drosselspulen mit Grob- und Feinstu- 5 kontakt (10, 11) zugeordnet ist, daß beide jeweils fenentwicklung in Umlenkschaltung, gekenn- mit einem Oberschaltwiderstatid (51,52) verbunden zeichnet durch folgende, zeitlich aufein- sind und daß sich die Kontaktbahnen von Hauptanderfolgende Verfahrensschritte: und Vorkontakten überlappen.