DE1802871C - Verfahren zur Umschaltung von Transformatoren oder Drosselspulen und Stufenschaitwerk mit nur einem Vorwahler zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents

Description

1. Umlegung der Laststromableitung von der io

Feinstufenentwicklung auf den potential-

gleichen oder um eine Stufe im Potential abweichenden Anschluß der Grobstufenwicklung.

II. Unterbrechungslose Einschaltung eines Dämp- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur

fungswiderstandes zwischen das Anlenkungs- »5 Umschaltung von Transformatoren oder ürossel-

ende der Feinstufenwicklung und dem unter spulen mit Grob- und Feinstufenwicklung in Unüenk-

I. erwähnten Anschluß der Grobstufenwick- schaltung oder mit Stamm- und Feinstufenwicklung

lung. in Umkehrschaltung, wobei mindestens ein einpoliger

III. Unterbrechung des Stromkreises des Dämp- Vorwähler verwendet wird _nrnwl._{nnlen dpren} t -j j Jj · · t_ 20 Bei ΊΓninsformätorcn und L/rosseispuien, deren _.,, , _. _ ... Snanniinff iintf*r I iist tzereselt wird, verwcnoci man in

iv „l^C™^{lten a} _A ^tT "instutenwiciaung. _{der die Umkehrscha}i_{tung ode}r die Umlenk-

IV. Verbindung des Anlenkungsendes der Fein- · _{schaltung für die} elektrische Verbindung von Stammstufenwicklung über denselben oder einen _{und Stuf} ⁵ _enwicklungen.

zweiten Dampfungswiderstand mit einem an- ,,. _{Bei der Umkehrscha}i_tu_ng 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 Umkehrschaitung, 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 Umkehrschaltung 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 ^{4S 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- ^{In der} Mittelstellung, der sogenannten Wendestellung fungswiderstandes und damit galvanisches des Vorwählers, tritt ein Fre.schalten der Stufenwick-Freischalten der Feinstufenwicklung. ⁵° ^lun8 ^auf· ^{SIe lst dann nicht me} _u ^hr galvanisch mit der

Tw λ/ u· j j j T-JJr-- Stamm- und Grobwicklung verbunden und ihr Poten-

IV. Verbindung des anderen Endes der Fein- _ü , _{m sich chei}f_{d ihrer kapaz}i_tiv_en Koppstufenwicklung über denselben oder einen , _{f ; ejn} ^H

zweiten Dämpfungswiderstand mit dem Ende ^ _{Einleiten des We}ndevorganges fließt kein Last-

oer MammwicKiung. _{55 strQm 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 einanderlaufenden 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 genügender. Abstand von- I. Umlegung der Laststromableitung von ^aem.S^c"

einander haben. _{5 rade m}j_t dem Ende der Stabwicklung «ekinscn

Die Entladevorgänge verursachen im Stufenschal- identischen Ende oder der um eine Stute davo

teröl eine beträchtliche Gasentwicklung und die hohen abweichenden Anzapfung der FeinstufenwicKiung

Ströme eine fühlbare Kontakterosion. Die Gasentwick- auf das Ende der Stammwicklung.

lung kann beim häufigen Betätigen des Stufenschal- π Unterbrechungslose Einschaltung eines Dämp-

ters zum Ansprechen des Buchholz-Relais führen, wo- io ' fungswiderstandes zwischen das in I. erwähnte

durch der Transformator oder die Drosselspule außer Ende der Feinstufenwickluiig und den potential-

Betrieb gesetzt werden. Außerdem wird die Festigkeit gleichen Anschluß der Stammwicklung,

der Ölstrecken im Stufenschaltergebiet unzulässig her- ,,, _Unterbrechung des Stromkreises des Dämp-

^ab8"^etn . U₁- _A .. _n .„ . ' fungswiderstandes und damit galvanisches Frei-

"^Ur "^nterb _t ^ind.^un8 *'«^er Gasentwicklung ist es 15 _sch°_{Iteil der} Feinstufenwicklung.

schon bekannt, das vollige Abschalten der Regel- ... ., ,. , . . „„ p_nrl(>(: der Feinstufen-

wicklung nicht nur durch die Art des Umsdialtvor- ' ^IV' ^v^ndung des anderen ^tad« "^"^n

ganges (s. Fig. 1) sondern auch dadurch zu ver- *ϋ*^1ιω« ^ube.^r ^Ädem inde der sTmm-

meiden, daß die Regelwicklung während des gan- Dampfungswiderstand mit dem Lnde der Mam

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). VI. Verbindung der Laststromableitung mit dem an-

Dei 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-

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

kurzzeitig an die volle oder einen Teil der voller 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 Ersatzkapazitat

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°/₀ Regelbereich bei 400-kV- Bei einem Stufenschalter mit zwei in Reihe geTransformatoren) stellt dieser Widerstand eine auf- 35 schalteten Vorwählern wird zur Durchführung des wendige und sehr unangenehme Beigabe solcher Stu- Verfahrens der Überschaltwiderstamd zwischen den fenschalter dar. festen Mittelkontakten der Vorwähler angeordnet und Aufgabe der Erfindung ist es, beiVerwendungeinpoli- so ausgebildet, daß beim Schaltvorgang die Kontakte ger Vorwähler die störende Gasemwicklung 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. Unilenkschaltung durch folgende, zeitlich aufeinander- Bei Verwendung nur eines einzigen Vorwählers wird folgende Verfahrensschritte gelöst: 45 gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken jedem , _1T , j, Ui- je- Hauntkontakt des Vorwählers ein Vorkontakt zu-1. Um egung der Laststromab eitung von der Fein- naupiNuiuaisa u« ;_ou,_Pil_{s m}:_{t P}inem r-Ti rj ·ι?··- j geordnet, wobei leder Vorkontakt jeweils mit einem stufenwicklung auf den potentialgleichen oder um ?-,u , , -V » _{A f} 1 „ni>hnri>pn Hauni-„. . . η , .. , , UJ α ui η Uberscha twiderstand mit dem zugehörigen naupi eine Stufe im Potential abweichenden Anschluß verbunden ist und bei dem sich die Kontaktder Grobstufenwicklung. _{5o bahnen von Haup[}_ _{und Vorkontakten} überlappen. II. Unterbrechungslose Einschaltung eines Dämp- Auch bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, fungswiderstandes zwischen das Anlenkungsende _den überschaltwiderstand so zu bemessen, daß er der Feinstufenwicklung und dem unter I. erwähn- mindestens gleich ist dem Wellenwiderstand, der sich ten Anschluß Her Grobstufenwicklung. _{aus der} Ersatzinduktivität und der Eirsatzkapazität der

III. Unterbrechung des Stromkreises des Dämp- ₅₅ 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

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

nannten Dämpfungswiderstandes. Ende der Grobwicklung 4 angelenkt. Im normalen

... ., , . , j,.. ur·. ·. α c · Betrieb wird der Laststrom an einer Anzapfung

VI. Verbindung der Laststromableitung mit der Fein- ^ _{Feinstufenwickl 2 2um} Sternpunkt 7 des Trans-

stufenw.cklung. formators oder der Drosselspule abgeführt. Zum Zu-

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

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

Reihe geschalteten Vorwähler 31 und 32, deren Mittenkontakle über den Überschaltwiderstand 5 und deren Außenkontakte direkt miteinander verbunden sind. Im Normalbetrieb (s. Schaltstellung der beiden Vorwähler 31, 32 gemäß F i g. 3) fließt der Laststrom über die niederolimige Brücke zwischen zwei Außenkontakten der Vorwähler 31, 32.

Vor Beginn des Wendevorganges (Position der Vorwähler gemäß F i g. 3) wird der Sternpunkt der Wicklung an das Ende 41 der Grobwicklung 4 verschoben und der Laststrom dort abgenommen. Damit sind die Vorwähler 31, 32 und die Feinstufenwicklung 2 laststromlos.

Nach öffnung des Vorwählers 32 (s. Position der Vorwähler gemäß F i g. 3a) wird den weitgehend kapazitiven Strömen, die noch über die Vorwählerkontakte fließen, der Überschaltwiderstand 5 entgegengestellt, öffnet sich der Vorwähler 31 (Position der Vorwähler gemäß F i g. 3b), so stellt sich das Potential der Fcinstufenwicklung 2 entsprechend dem Verhältnis der in F i g. 3 gezeichneten Kapazitäten 8, 9 ein. Dabei wird die Isolierstrecke zwischen den auseinanderstrebenden Kontakten des Vorwählers 31 widerholt durch die anstehende Verlagerungsspannung durchschlagen, wobei diese Ausgleichsvorgänge hochfrequent vor sich gehen. Man kann nun auch geeignete Messungen für die Grundfrequenz dieses Vorgangs eine Ersatzinduktivität L und eine Ersatzkapazität C ermitteln und daraus den Wellenwiderstand Z = ]'L/C errechnen. Die Gasentwicklung infolge von Überschlägen an den Vorwählerkontakten geht dann erheblich zurück, wenn man dem Überschaltwiderstand 5, der im schwingungsfähigen Kreis als Dämpfungswiderstand wirkt, mindestens den Wert Z gibt.

Im Beispiel nach Fig. 3, 3a und 3b wird der gleiche Überschaltwiderstand 5 für beide Vorwählerstellungen benutzt. Er ist also so groß zu wählen, daß er beiden Dämpfungsbedingungen genügt.

Durch die Einführung von Vorkontakten 10, 11 am Vorwähler 33, F i g. 4, können die Dämpfungsbedingungen auch getrennt erfüllt werden. Es kann dadurch der zweite Vorwähler, der in der Ausführungsform nach F i g. 3 noch gebraucht wird, entfallen. Es muß lediglich jeder Vorkontakt 10, 11 mit eigenem Überschaltwiderstand 51, 52 ausgerüstet werden. Konstruktive Ausführungsformen für die Vorkontakte 10, 11 und die Zuordnung der Überschaltwiderstände 51, 52 zeigen die F i g. 5 u. 6.

In der Ausführungsform nach F i g. 5 stellen die Kontaktnnger 18 des Vorwählers die Verbindung zwisehen dem Schleifring 17, an den die Zuleitung 13 von der Feinwicklung 2 geklemmt ist, und dem Kontaktstück 12 her, das über die Leitung 14 mit der Grobstufenwicklung 4 verbunden ist. Der Kontaktfinger 16, dessen Gegenkontakt von dem Schleifring 17 durch das Isolierstück 15 galvanisch getrennt und dafür mit diesem über den Überschaltwiderstand 51 verbunden ist, dient hier als Vorkontakt, der als letzter vom Kontaktstück 12 abläuft, wenn die Kontaktbrücke geöffnet wird und damit den Widerstandskreis einschaltet. Der Vorkontakt ist hier also beweglich ausgeführt.

Eine analoge Ausführungsform zeigt F i g. 6 mit dem Unterschied, daß hier der Vorkontakt 19 fest angeordnet ist. Beim Öffnen der Kontaktbrücke stellen

a5 die Kontaktfinger 18 zunächst eine galvanische Verbindung über den Widerstandskreis her, bevor der Vorwähler vollständig öffnet.

Die beschriebene Widerstandsanordnung kann in gleicher Weise auch für die eingangs erwähnte Umkehrschaltung Verwendung finden, wenn dort statt des zweipoligen ein einpoliger Vorwähler eingesetzt wird. Ferner kann sie selbstverständlich auch dort angewandt werden, wo der Vorwähler mehr als zwei Stellungen hat.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß einmal Beschädigungen des Stufenschalters und der Transformatoren und Drosselspulen infolge Gasentwicklung vermieden werden und daß der gegenüber dem zweipoligen wesentlich weniger aufwendige ein-

♦o polige Vorwähler für den angegebenen Zweck verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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

1. Verfahren zur Umschaltung von Transforma- dem Hauptkontakt des Vorwählers (33) ein Vortoren oder Drosselspulen mit Grob- und Feinstu- 5 kontakt (10, 11) zugeordnet ist, daß beide jeweils fenentwicklung in Umlenkschaltung, g e k e η n- mit einem Überschaltwiderstend (51,52) verbunden

zeichnet durch folgende, zeitlich aufein- sind und daß sich die Kontaktbahnen von Haupl-

anderfolgende Verfahrensschritte: und Vorkontakten überlappen.