DE1917531A1

DE1917531A1 - Diverter switch

Info

Publication number: DE1917531A1
Application number: DE19691917531
Authority: DE
Inventors: Heinz Trachsel
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1969-04-02
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1970-10-08
Also published as: AT295667B; US3594631A; GB1247820A; FR2042221A5; CH497815A

Description

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"·■■■■ Wei/uk"· ■■■■ Wei / uk

Aktiengesellschaft Brown, Boverl ·& Cie., Baden (Schweiz)Aktiengesellschaft Brown, Boverl & Cie., Baden (Switzerland)

LastumschalteinrichtungDiverter switch

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastumschalteinrichtung eines Stufenschalters, bei welcher auf die mittels eines Stufenwählers jeweils vorgewählte Spannungsstufe mit Hilfe eines Vorkontaktumschalters mit zugehörigem Ueberschaltwiderstand und eines weiteren Umschalters mit zugehörigem Vakuumschalter umgeschaltet wird, wobei Vorkontaktumschalter und Umschalter bei aufeinanderfolgenden Stufenumschaltungen in abwechselnden Richtungen betätigt verden, unter Verwendung eines ebenfalls in abwechselnder Richtung arbeitenden mechanischen Antriebs, welcher Über hydraulische Elemente auf die Umschalter und den Vakuumschalter einwirkt.The invention relates to a load switching device of a tap changer, in which the means of a Step selector pre-selected voltage step with the help of a pre-contact switch with associated switching resistor and a further changeover switch with associated vacuum switch is switched, with pre-contact switch and changeover switch for successive level changes operated in alternate directions, using a mechanical drive, also working in alternating directions, which is based on hydraulic elements the changeover switch and the vacuum switch acts.

Es ist eine Regeleinrichtung für Stufentransformatoren bekannt, bei welcher die einzelnen von einem Stufenwähler vorgewählten Spannungsstufen von einem, mit einem Ueberschaltwiderstand in Reihe liegenden Umschalter abgegriffen werden, der zu einer Reihenschaltung eines weiteren ebenfalls an die einzelnen Spannungsstufen anlenkbaren Umschalters mit einem Vakuumschalter parallel geschaltet 1st, wobei die Steuerung der mechanischen Umschalter und des Vakuumschalters von einem gemeinsamen Antrieb aus über einA control device for step transformers is known, in which the individual of a step selector preselected voltage levels of one, with a transfer resistor to be tapped in series changeover switch, which also leads to a series connection of another Switches that can be linked to the individual voltage levels are connected in parallel with a vacuum switch, whereby the control of the mechanical changeover switch and the vacuum switch from a common drive via one

inem gemeinsame
09841/0958inem common
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

r- 2 - - . 23/69 r- 2 - -. 23/69

Getriebe erfolgt. Derartige Getriebe sind -infolge- der erforderlichen Reihenfolge des zeitlichen Ablaufs in der Betätigung der verschiedenen Schalter verhältnismässig kompliziert in ihrem Aufbau und einem erheblichen Verschleiss unterworfen. Die beiden Umschalter müssen bekanntlich beim Hin- und Herschalten jeweils so betätigt weiden, dass der zum Ueberschaltviiderstand gehörige stets zuerst als sogenannter Vorkontakt arbeitet, während der dem Vakuumschalter zugeordnete Umschalter stiomlos ' schaltend nachfolgt.Transmission takes place. Such gears are required as a result Sequence of the timing in the actuation of the various switches is relatively complicated in their structure and subject to considerable wear and tear. the As is well known, both change-over switches have to be actuated when switching back and forth in such a way that the switch to the switching resistance The associated one always works first as a so-called pre-contact, while the changeover switch assigned to the vacuum switch is stiomless 'switching follows.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung eines ausseien mechanischen Antriebes, welcher in abwechselnder Richtung arbeitet, unter Zuhilfenahme an sich bekannter hydraulischer Elemente eine einfache und betriebssichere Lösung für den folgerichtigen Kontaktablauf der Umschalter und des Vakuumschalters anzugeben. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass für die wechselseitige Beaufschlagung der Arbeitskolben der Umschalter ein mit dem Antrieb gekuppeltes, symmetrisch angeordnetes Pumpenpaar vorgesehen ist, uovon "jeder Bewegungsrichtung des Antriebs eine Pumpe zugeordnet ist, welche in der jeweils anderen Richtung keine Wirkung ausübt, und dass für die Beaufschlagung des Afbeitskolbens des Vakuumschalters- eine weitere mit dem Antrieb gekuppelte Pumpe voigesehen ist, welche bei jeder Bewegungsrichtung des Antriebs einen Doppelhub durchführt„ und dass ein vom Arbeitskolben gesteuerter Steuerkolben vorhanden ist, welcher jeweils die Umschaltung des dem VakuumschalterThe invention is based on the object, when using an external mechanical drive, which in alternating directions works, with the help of known hydraulic elements, a simple and reliable solution for the Consistent contact sequence of the changeover switch and the vacuum switch to specify. According to the invention it is proposed that for the alternating action of the working pistons of the changeover switch is coupled to the drive and is symmetrically arranged Pump pair is provided, uof "each direction of movement of the Drive is assigned to a pump, which has no effect in the other direction, and that for the application of the working piston of the vacuum switch - another with the drive coupled pump is shown, which is with each Direction of movement of the drive performs a double stroke " and that there is a control piston controlled by the working piston, which controls the switching of the vacuum switch

zugeordneten Umschalters nach erfolgter Vorkontaktumschaltung ■ 0 0 9 8 4 1/0958assigned toggle switch after the pre-contact switchover has taken place ■ 0 0 9 8 4 1/0958

ORiGlNAL !MSPEGTEDORiGlNAL! MSPEGTED

und Oeffnung des Vakuumschalter- freigibt. Neben einer weitgehenden Freizügigkeit in der räumlichen Anordnung der einzelnen Baugruppen der Lastumschalteinrichtung ergibt sich für den Vakuumschalter infolge der konstanten geförderten Oelmenge als weiterer Vorteil ein vom Kontaktabbrand unabhängiger gleichbleibender Oeffnungshub.and the vacuum switch opens. In addition to an extensive Freedom of movement in the spatial arrangement of the individual Assemblies of the diverter switch result for the vacuum switch as a result of the constant amount of oil pumped Another advantage is a constant opening stroke that is independent of contact wear.

Die Zeichnung gibt ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung wie-■ der/ anhand dessen diese näher erläutert wird.The drawing shows an exemplary embodiment of the invention which / based on which this is explained in more detail.

An der Stufenwicklung 1 des Transformators werden mittels der Kontakte 2 und 3 des im einzelnen nicht dargestellten Stufenwählers die Spannungsstufen a,b, .. abgegriffen. Die Kontakte 2 bzw. 3 sind ihrerseits mit den Kontakten 4 bzw. 5 des Umschalters 6 verbunden. Der Schaltarm des Umschalters 6 ist über den Ueberschaltwiderstand 7 mit der Leitung "u" der Regelspannungsseite verbunden. Parallel zu dem Umschalter 6, respektive seinen Kontakten 4,5 und dem Ueberschaltwiderstand 7 liegt der Umschalter 12 mit seinen Kontakten 8 bzw. 11 sowie der Vakuumschalter 13. Der Umschalter 12 besitzt zwei weitere Kontakte 9 und 10, wobei 9 über die Sicherung 14 mit Kontakt 8 und 10 über die Sicherung I5 mit Kontakt 11 verbunden sind. Der Umschalter 6, welcher als sogenannter Voik^ontaktumschalter arbeitet, hat seinen Schaltarm bei l6 schwenkbar gelagert. Der Schaltarm ist über den Drehpunkt 16 hinaus verlängert und an den Arbeitskolben I7 angelenkte £„33, in an sich bekannter Stein-Kulisse-Ausführung. Der Arbeitskolben 17 läuft im Zylinder* l8 mit. derAt the step winding 1 of the transformer, the voltage steps a, b, .. are tapped by means of the contacts 2 and 3 of the step selector, not shown in detail. The contacts 2 and 3 are in turn connected to the contacts 4 and 5 of the switch 6. The switching arm of the changeover switch 6 is connected to the line "u" of the control voltage side via the switching resistor 7. The changeover switch 12 with its contacts 8 and 11 as well as the vacuum switch 13 are parallel to the changeover switch 6, respectively its contacts 4, 5 and the switching resistor 7 Contacts 8 and 10 are connected to contact 11 via fuse I5. The changeover switch 6, which works as a so-called Voik ^ ontaktumschalter, has pivotably mounted its switching arm at l6. The switching arm is extended beyond the pivot point 16 and is hinged to the working piston I7 £ “33, in a known stone-backdrop design. The working piston 17 runs with the cylinder * l8. the

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Oeffnung 19· In gleicher Weise ist der Schaltarm des Umschalters 12 bei 20 gelagert und an den Arbeitskolben 21 angelenkt, der im Zylinder 22 mit der Oeffnung 23 läuft. Die Zylinder l8 und . 22 sind isoliert auf einem Traggestell aufgebaut und die von ihnen abgehenden Rohrleitungen 24, 25, 26, 27 zumindest isoliert eingeführt, da beim Umschaltvorgang die Umschalter 6 und 12 und damit die mit ihnen verbundenen Zylinder l8 und 22 verschiedenes elektrisches Potential führen. Der Vakuumschalter 13 be- Opening 19 · In the same way, the switching arm of the switch 12 is mounted at 20 and hinged to the working piston 21, the runs in the cylinder 22 with the opening 23. The cylinders l8 and . 22 are built up insulated on a support frame and the pipes 24, 25, 26, 27 going out from them are at least insulated introduced, since the changeover switches 6 and 12 and thus the cylinders l8 and 22 connected to them carry different electrical potentials during the switching process. The vacuum switch 13 is

. sitzt zum Antrieb seines beweglichen Kontakts Ij5a den Arbeitskolben 28, welcher im Zylinder 30 läuft und eine _:in Schliessrichtung wirkende Rückstellfeder 29 aufweist. Der Zylinder 30 ist ebenfalls isoliert aufgebaut und die von ihm abgehenden Leitungen 31>32 zumindest isoliert eingeführt. Mit 33 ist der äussere mechanische Antrieb von an sich bekannter Art, z.B. Sprungantrieb, angedeutet, welcher bei aufeinanderfolgenden Stufenumschaltungen abwechselnd in Richtung der Pfeile 34 betätigt wird und dabei um die Achse 35 verschwenkt wird. An seinem Kurbelzapfen 36 sind die drei Pleuel 37* ?8, 39 angelenkt, von denen die Pleuel 37, 39 mit den Arbeitskolben 40, 42 der gleichartig ausgeführten und symmetrisch angeordneten Pumpen 43» 45 verbunden sind, während der Pleuel 38 mit dem Arbeitskolben 41 der Pumpe 44 verbunden ist. Die Pumpe 41 ist inbezug ■ auf den Schwenkbereich des Antriebs 33 derart angeordnet, dass sich in der Mittellage, d.h. beijhalbem Drehwinkel, eine Totpunktlage ergibt. Der 'Arbeitskolben 41 führt", dadurch jedesmal eine nach unten und wieder nach oben gerichtete, doppelte. sits to drive its movable contact Ij5a the working piston 28 which runs in the cylinder 30 and _a: comprises acting in the closing return spring 29th The cylinder 30 is also constructed so as to be insulated and the lines 31> 32 going out from it are inserted at least in an insulated manner. The external mechanical drive of a type known per se, for example a jump drive, is indicated by 33, which is actuated alternately in the direction of the arrows 34 during successive step changes and is pivoted about the axis 35 in the process. The three connecting rods 37 * 8, 39 are hinged to its crank pin 36, of which the connecting rods 37, 39 are connected to the working pistons 40, 42 of the similarly designed and symmetrically arranged pumps 43 »45, while the connecting rod 38 is connected to the working piston 41 the pump 44 is connected. The pump 41 is arranged in relation to the pivoting range of the drive 33 in such a way that a dead center position results in the central position, ie at half the angle of rotation. The 'working piston 41 leads ", thereby each time a double directed downwards and again upwards

Hubbewegung aus. wenn der Antrieb 33 einmal in einer Richtung ~ 00 9841 / 09B8 Lifting movement off. if the drive 33 once in one direction ~ 00 9841 / 09B8

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verschwenkt. Der Pumpenzylinder 43 ist über die Oeffnung 46 und der Pumpenzylinder 45 über die Oeffnung 47 dauernd mit dem umgebenden Oelraum verbunden, in dem sich die verschiedenen Elemente der Lastumschalteinrichtung befinden. Der Pumpenzylinder 4l besitzt die Oeffnung 48, die beim Abwärtsbewegen des Kolbens 4l durch ihn überfahren wird. Die Oeffnungen 49 bzw. 50 der Pumpenzylinder 4j5 bzw. 45 sind über die Leitungen 27 bzw.26 mit dem Zylinder 18 verbunden und die Oeffnungen 51 bzw. 52 über die Leitungen 53 bzw. 5^ mit dem Zylinder 55* in dem der Steuerkolben 56 läuft, welcher durch eine Feder 57 in seine obere Endlage gedrückt wird. Die Pumpenzylinder .43 bzw. 45 besitzen Ueberströmkanäle 58 und 60 bzw. 59 und 6l.pivoted. The pump cylinder 43 is via the opening 46 and the pump cylinder 45 via the opening 47 continuously connected to the surrounding oil chamber, in which the various elements of the diverter switch are located. The pump cylinder 4l has the opening 48 which it passes over when the piston 4l moves downwards. The openings 49 and 50 the pump cylinders 4j5 and 45 are via lines 27 and 26, respectively connected to the cylinder 18 and the openings 51 and 52 via the lines 53 and 5 ^ with the cylinder 55 * in which the Control piston 56 runs, which is pressed by a spring 57 into its upper end position. The pump cylinders .43 and 45 have Overflow channels 58 and 60 or 59 and 6l.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:The mode of operation of the arrangement is as follows:

In der gezeichneten Stellung fliesst der Laststrom von der Wicklung 1 über die Anzap-fung "a", den Stufenwählerkontakt 2, den Umschalter 12 und den Vakuumschalter 13, 13a nach "u". Die Umschaltung auf die nächste Anzapfung "b" ist durch den Wählerkontakt 3 vorbereitet. Wird nun der Antrieb 33 in Pfeilrichtung 34 gegen den Uhrzeigersinn bewegt, so beginnt, sobald der Kolben 42 der Pumpe 45 die Oeffnung 47 Überläufen hat, eine Oelförderung durch die Leitung 26 zum Zylinder l8, wodurch der Arbeitskolben 17 nach links geschoben wird. Der Schaltarm des Umschalters 6 verschwenkt gegen den Uhrzeigersinn vorn Kontakt 4 zum Kontakt 5. Der Umschalter 6 und in gleicher Weise der Umschalter 12, besitzt eine in beiden Schaltrichtungen wirkendeIn the position shown, the load current flows from the Winding 1 via tap "a", tap selector contact 2, the changeover switch 12 and the vacuum switch 13, 13a to "u". the Switching to the next tap "b" is through the selector contact 3 prepared. Now the drive 33 is in the direction of the arrow 34 moves counterclockwise, as soon as the piston 42 of the pump 45 has the opening 47 overflows, a Oil delivery through line 26 to cylinder l8, whereby the Working piston 17 is pushed to the left. The switching arm of the switch 6 pivots counterclockwise in front of the contact 4 to contact 5. The changeover switch 6 and in the same way the changeover switch 12, has one that acts in both switching directions

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Uebertotpunktfeder. Dadurch genügt· es, wenn der Arbeitskolben 17 (bzw. 21) nur etwas mehr als über den jeweils halben ■Schwenkwinkel des Schaltarmes wirkt, wodurch die Umschaltung •unabhängig vom Kontaktabbrand vollständig bis 'in die jeweilige Endstellung erfolgt und dort zugleich eine Fixierung stattfindet. Sobald der Umschalter'6 auf Kontakt 5 gelangt, wird ein durch den Ueberschaltwiderstand 7 begrenzter Zirkulationsstrom eingeleitet. Inzwischen hat der Kolben 41 der Pumpe 44 die Oeffnung 48 überfahren, so dass nun OeI über die Leitung 31 in den Zylinder 3Ö unter den Arbeitskolben 28 gefördert wird. Der bewegliche Kontakt 13a wird nach, oben bewegt und der Vakuumschalter 13 unterbricht den Zirkulationsstrom, wodurch de.r Laststrom auf den Wählerkontakt 3, den Umschalter 6 (über 5) und den Ueberschaltwiderstand 7 kommutiert. Beim Nachobengehen des Arbeitskolbens 28 wird über die Leitung 32 OeI in den Zylinder 55 gefördert, wodurch zu einem Zeitpunkt, wo der Vakuumschalter 13 den Zirkulationsstrom bereits unterbrochen hat, von der Pumpe 45 bei inzwischen verschlossenen Oeffnungen 50 und 59 über die Oeffnung 52, die Leitung 54 in die vom Steuerkolben 56 freigegebene Leitung 25 OeI gelängt. Dadurch schaltet der Umschalter 12 stromlos von Kontakt 8 über 9 und 10 nach 11. Durch die inzwischen rückläufige Bewegung des Arbeitskolbens 41 schliesst der Vakuumschalter 13 wieder unter der Wirkung der Feder 29 und übernimmt den Laststrom und die Umschaltung von Anzapfung "a" auf "b" ist beendet. Der Steuerkolben 56 geht in die gezeichnete Lage zurück unter Wirkung der Feder 57. Bei der beschriebenen Umschaltung bleibt die Pumpe 43 ohne V/irkung» Dei einer nächsten Umschaltung vertauschen die Pumpen 43 und.Over-center spring. It is thereby sufficient if the working piston 17 (or 21) acts only slightly more than over half the ■ swivel angle of the switching arm, which means that the switchover • takes place completely independently of the contact erosion up to the respective end position and a fixation takes place there at the same time. As soon as the switch'6 reaches contact 5, a circulation current limited by the switching resistor 7 is initiated. In the meantime, the piston 41 of the pump has 44 pass the opening 48 so that oil is now conveyed via the line 31 into the cylinder 30 under the working piston 28. The movable contact 13a is moved up and the vacuum switch 13 interrupts the circulation current, whereby the load current on selector contact 3, changeover switch 6 (via 5) and the switching resistor 7 commutates. When going up of the working piston 28 is OeI via the line 32 into the cylinder 55 promoted, whereby at a time when the vacuum switch 13 has already interrupted the circulation flow from the Pump 45 with openings 50 and 59 now closed the opening 52, the line 54 into that of the control piston 56 Approved line 25 OeI lengthened. This switches the switch 12 de-energized from contact 8 via 9 and 10 to 11. Due to the movement of the working piston 41, which has meanwhile decreased the vacuum switch 13 closes again under the action of the spring 29 and takes over the load current and the switching of Tap "a" on "b" has ended. The control piston 56 goes back to the position shown under the action of the spring 57. During the switchover described, the pump 43 remains without effect. The next time there is a switchover, the pumps 43 and swap.

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45 ihre Rollen. Der Ueberströmkanal 59 (bzw. 58) gewährleistet ein zügiges Arbeiten und der Ueberströmkanal 6l (bzw. 60) dien.t der Bewegungsdämpfung gegen .Ende des wirksamen Hubes. Wenn der Vakuumschalter 15 aus irgendeinem Grunde die Unterbrechung des Zirkulationsstromes nicht durchzuführen vermag, dann schaltet der Umschalter 12 den.Zirkulationsstrom von 8 auf 9· Die Lichtbogenspannung des Umschaltlichtbogens ist hierbei genügend gross, so dass der Strom sicher von Kontakt ■ 8 auf 9 kommutiert. Es wird dann der Zirkulationsstrom von der Sicherung 14 unterbrochen und der Laststrom auf den Zweig mit dem Ueberschaltwiderstand 7 verlagert. Der Umschalter 12 schaltet dann stromlos über 10 auf 11. Bei Ansprechen der Sicherung 14 (bzw. 15) wird der Stufenschalterantrieb stillgesetzt und damit Folgeschäden an Stufenschalter und Transformatoren vermieden. .45 their roles. The overflow channel 59 (or 58) ensures quick work and the overflow channel 6l (or 60) serves to dampen movement towards the end of the effective stroke. If the vacuum switch 15 for some reason the interruption of the circulation flow is unable to carry out, then the switch 12 switches the circulation flow from 8 to 9 · The arc voltage of the switching arc is here sufficiently large so that the current commutates safely from contact ■ 8 to 9. It then becomes the circulation flow from the Fuse 14 is interrupted and the load current is shifted to the branch with the switching resistor 7. The switch 12 switches then de-energized over 10 to 11. When fuse 14 (or 15) responds, the tap changer drive is stopped and thus avoiding consequential damage to the tap changer and transformers. .

Das Ausführungsbeispiel wurde der Uebersichtlichkeit halber einphasig gewählt. Die Lastumschalteinrichtung kann ohne weiteres z.B. dreiphasig ausgeführt werden, wobei dann zweckmässig der Antrieb 55 mit drei um je 120° versetzten Kurbelzapfen 56 bei z.B. sternförmiger Anordnung der Pumpen versehen ist.For the sake of clarity, the exemplary embodiment was chosen to be single-phase. The diverter switch can easily E.g. three-phase, in which case the drive 55 is then expediently with three crank pins offset by 120 ° 56 is provided e.g. with a star-shaped arrangement of the pumps.

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Claims

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Pat ent of sayings

Ij / diverter switch of a tap changer, in which to the voltage level preselected by means of its level selector with the help of a pre-contact switch with associated Switching resistor and another switch with associated vacuum switch is switched over, with pre-contact switch and changeover switches operated in alternating directions for successive level changes using a mechanical drive that also works in alternating directions, which via hydraulic elements acting on the changeover switch and the vacuum switch, characterized in that for the mutual Actuation of the working piston (17.21) the changeover switch (6.21) is coupled to the drive (33) and is symmetrically arranged Pump pair (43,45) is provided, of which each direction of movement of the drive is assigned a pump, soft has no effect in the other direction, and that for acting on the working piston (28) of the vacuum switch (13) a further pump (44) coupled to the drive (33) is provided which, in each direction of movement of the Drive performs a double stroke, and that a control piston (56) controlled by the working piston (28) is present, which the changeover of the changeover switch (12) assigned to the vacuum switch (13) after the pre-contact changeover has taken place and the opening of the vacuum switch releases. .

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2. Diverter switch according to claim 1, characterized in that that it is arranged under OeI.

3. Diverter switch according to claim I _1, characterized in that the pumps (43,44 ·, 45) are coupled to the drive (33) via connecting rods (37,38,39) which are hinged to a common crank pin (36) of the drive are.

4. Diverter switch according to claim 1 and 2, characterized in that the pump (44) for the working piston (28) of the vacuum switch (13) via a crank-connecting rod drive with dead center in the middle position with the drive (33) is coupled.

Public company Brown, Boveri & Cie.

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iook

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