DE1949016A1 - Stufenschalter fuer einen regelbaren Transformator - Google Patents

Stufenschalter fuer einen regelbaren Transformator

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  • Power Engineering (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

Patentanwalt ; Zk. J-
ing. Heinrich S chaefer
E Ar/Ks * Hamburg.Wandsbek 1 O /, Ω η Ι £
Ziööd&ti. 6-Rui652 96J6 1049016
Fall 188
Smit Nijmegen Electrotechnische Fabrieken N.V., Nijmegen, G-roenestraat 336·
"Stufenschalter für einen regelbaren Transformator"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stufenschalter für einen regelbaren Transformator wä4 bestehend aus oder versehen mit einem Lastwähler, der für jede Phase eine Anzahl in einem Kranz angeordneter, mit Anzapfungen des Transformators zu verbindender fester Kontakte und wenigstens einen Satz von mindestens zwei damit zusammenarbeitenden, mechanisch fest miteinander gekuppelten, um die Achse dieses Kranzes drehbaren Sdaltkontakten aufweist, von welchem Satz der eine Schaltkontakt unmittelbar und der oder jeder in fester Winkelentfernung vom ersterwähnten Schaltkontakt abliegende andere Schaltkontakt über eine Ueberbrückungsimpedanz mit einem an einen Netz- oder Sternpunktsleiter anzuschliessenden Knotenpunkt verbunden ist, wobei die freien Strecken zwischen den unmittelbar aufeinander folgenden festen Kontakten gleich sind und die drehbaren Schaltkontakte in derartiger Winkelentfernung angeordnet sind, dass sie bei ihrer Drehung an den festen Kontakten vorbei nacheinander in und aus Zusammenarbeitung mit diesen festen Kontakten gebracht werden und jedes Mal zwei aufeinander folgende feste Kontakte vorübergehend über eine Kette mit Impedanz miteinander verbinden*
Bei bekannten Stufenschaltern dieser Art sind die festen. Kontakte des Lastwählers gleich und sie liegen mit ihrer radialen Mittellinie in gleichen Winkelentfernungen. Dies
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bedeutet, dass jede Umschaltung zwischen zwei aufeinander folgenden festen Kontakten um denselben
Schaltwinkel statt-findet und dass in allen statiozu
nären Arbeitafetänden der drehbaren Schaltkontakte, aenen
in - der unmittelbar mit dem Knotenpunkt verbundene Schaltkontakt mit einem festen Kontakt in Berührung ist. Die kleinste isolierende Strecke zwischen diesem festen Kontakt und einem benachbarten festen Kontakt/aenseXben Wert kafc und ist durch die Strecke zwischen diesem benachbarten festen Kontakt einerseits und dem über die Ueberbrückungsimpedanz mit dem Knotenpunkt verbundenen Schaltkontakt andererseits bestimmt t, sodass diese Strecke, die zum Isolieren des Spannungsunterschiedes zwischen dem mit der Anzapfung mit der niedrigsten Spannung des Regelbereiches zu verbindenden festen Kontakt und dem mit der höchsten Spannung des Regelbereiches zu verbindenden festen Kontakt ausreichen muss, zum Isolieren des den feinen Spannungsstufen des Iransformators gleichen Spannungsunterschiedes zwischen zwei benachbarten festen Kontakten zu gross ist. Dadurch ist bei einer bestimmten Anzahl der im Kranz angeordneten festen Kontakte der Durchmesser des bekannten Lastwählers dieser Art grosser als für die vorgeschriebenen isolierenden Strecken nötig ist, oder umgekehrt enthält ein lastwähler bestimmten Durchmessers weniger feste Kontakte als im Zusammenhang mit den isolierenden Strecken möglich ist.
Die Erfindung bezweckt einen Stufenschalter mit Lastwähler zu verschaffen, wobei mehr feste Kontakte in einem Kranz bestimmten Durchmessers oder eine bestimmte Anzahl fester Kontakte in einem Kranz kleineren Durchmessers angeordnet werden können. Sie besteht darin, dass mindestens der eine der beiden Kontakte des oder
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jedes Paares benachbarter fester Kontakte, zwischen denen der Spannungsunterschied ein Vielfaches der Spannung der feinen Spannungsstufen des. Transformators sein kann, sich über einen grösseren Kreisbo-gen als die übrigen festen Kontakte erstreckt und dass für die Umschaltung zwischen den festen Kontakten dieses oder eines solchen !Paares die drehbaren Schaltkontakte um einen grSsseren Winkel als für die Umschaltung zwischen den übrigen festen Kontakten gedreht werden müssen. Bei diesem Lastwähler, wobei der zur Erreichung einer möglichst günstigen Umschaltung wichtigen Anforderung, dass an allen Stellen im Schalter die freie Strecke zwischen den aufeinander folgenden festen Kontakten denselben Wert hat und daher in derselben Weise durch die in konstanter Winkelentfernung voneinander abliegenden drehbaren Schaltkontakte überbrückt wird, Folge geleistet wird, kann die isolierende Strecke zwischen dem sich im
zu
stationären Arbeitsstand auf einem festen Kontakt befindenden Satz drehbarer Schaltkontakte einerseits und einem benachbarten festen Kontakt andererseits an allen Stellen dem dort auftretenden Spannungsunterschied angepasst werden. Dies bedeutet, dass die isolierende Strecke an der Stelle, wo dieser Spannungsunter schied der Sumse aller feinen Spanmmgsstufen des iüransformators gleich ist, grosser als die isolierende Strecke an den Stellen, wo der Spannungsunterschied nur einer einzigen feinen Spannungsstufe gleich ist, wird und dass bei Umschaltung von der niedrigsten zur höchsten oder von der ho.oh.sten zur niedrigsten Spannung des Regelbereiches der feinen Spannungsstufen die drehbaren Schaltkontakte um einen grösseren Winkel als bei der Umschaltung zwischen svei festen Kontakten, zwischen welchen der Spannungsunterschied einer einzigen feinen Spannungsstufe gleich ist, gedreht werden müssen.
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Es ■ wir qL. "bemerkt, _ dass ein Fcinvahler mit einen, ψ^ ungleiche Winkel fortschaltenden drehbaren .Schalte kontakt "bereits aus der britischen Patent schritt 1.054· 195 "bekannt ist. Diese Patentschrift besieht sich aber auf einen stromlos schalt enden Fcirj/.Crxler} ■ wobei keine Ueberbrückung durch eine Impedanzkette zwischen den festen Kontakten stattfindet* so dass dabei weder der. Anforderung der gleichen freien
Strecke zwischen den aufeinander folgenden festen -
Kontakten Folge geleistet zu werden braucht «ää noch das Problem der isolierende Strecke zwischen einem festen Kontakt und dem benachbarte;!, über eine. U.eberbrückungsimpedam: angeschlocseiien Schaltkontakt des., sich, im stationären Arbeitsstand, auf einem benachbarten festen Kontakt ..befindenden Satses drehbarer Schaltkontakte iricirir besteht. - - -
Die Erfindung wird..an Hand der. Zeichnong n£paer
werden. In der Zeichnung ist: - ....
Pig. 1, eine schematische Darstellung eir.e^ Laat üblicher bauart mit einem Satz dreier drehbarer kontaicte; ...
Pig. 2 eine scheniatische Darstellung eines lastv/a.il.er.snach der Erfindung mit einem Sa'ca areicr drehbarer . .._, Schaltkontakte;
?ig. 3 eine iche^atische j}ar-,-;slrr.;;· tliss Las.tv;ähl,e räch der. Erfi.idu:-2 J^i-C einem Satz dreier drehtarer Sciialtkontak^jc, -./^lehe. mit eine^i 7c.v;;;l-:r für die groben Spannung.Ei'Cufen der -!'ransfc.—i-t or Wicklung kc^i biniert is"c;" . , "
Fig. 4. eine scLi-atische
r„t.ch Pie. 2 i"
kontakten, und
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BAB ORIGINAL
Pig. 5 eine schematasehe Darstellung einer Variante -des lastwählers nach 51Xg. 3 ait -einem Satz von naar zwei drehbaren Sehaltkonibakteii.
In FIg„ 1 ist 1 die Staiaiav/icl-rlung und 2 ist die dauernd damit' verbundene Regelwicklung eines regelbaren !Transformators. Die Hegelwieklung 2 ist mit Anzapfungen 3,4,5,6,7,8,9 und 10 für sieben feine Spannungsstufen versehen. Diese Anzapfungen sind mit den in einen Kranz angeordneten festen Kontakten 11, 12,13,14,15,16,17,18 eines lastwählers verbunden. Mit diesen festen Kontakten wirkt ein Satz dreier mechanisch fest miteinander gekuppelter, um die Achse dieses Kranzes drehbarer Schaltkontakte 19,20,21 zusammen, von denen der mittlere Kontakt 20 unmittelbar und die Aussenkontakte 19 und 21 je über eine Ueberbrückungsimpedanz 22,23 mit einem wie ein Ring ausgeführten Knotenpunkt 24 verbunden sind. An diesem Knotenpunkt 24 ist ein Netz- oder Sternpunktsleiter 25 angeschlossen. Die festen Kontakten 11-18 sind mit ihren Mitten in gleichen Winkelentfernungen angeordnet und sie erstrecken sich über gleiche Kreisbogen, so dass die freien Strecken zwischen den festen Kontakten auch gleich sind. Dies ist zur Erreichung einer günstigen Ueberbrückung beim Umschalten zwischen zwei benachbarten festen Kontakten notwendig.
Es wird klar sein, dass zwischen den festen Kontakten 11 und 18 der grösste Spannungsunterschied, d.h. eine Spannung gleich der vollen Spannung der Regelwickluhg 2 auftritt, während zwischen allen übrigen benachbarten festen Kontakten nur ein Spannungsunterschied gleich einer einzigen feinen Spannungsstufe vorhanden ist. Dies bedeutet, dass die durch den Pfeil 26 angedeutete isolierende Strecke, die für das Isolieren des grössten
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BA» ORlQiNAL
- 41 .-■
Spanraangsantexacliieäes zv/ischen den festen Kontakten 11 nand 18 aiasreichen muss und sich zv/ischen deia in dargestellten stationären Arbeitsstand des Satzes von Schaltkontakten 19,20,21 ausserhalb des festen Kontaktes 18 fallenden Schaltkontakt 19 und deia festen Kontakt 11 erstreckt, den Durchmesser des Lastw£hlers
bestimmt. Diese isolierende Strecke ist viel grosser die
als für -d-eft Stellen, wo zwischen dein Schaltkontakt 19 oder 21 und· einem festen Kontakt nicht mehr als die Spannung einer einzigen feinen Spannungsstufe auftritt, nötig ist. Der Durchmesser des Lastwählers nach Fig. 1 ist deshalb in Hinblick auf die erforderlichen isolierenden Strecken zu gross.
Der in Pig. 2 dargestellte Lastwähler, der in der V/eise nach der Erfindung ausgeführt worden ist, ist ebenfalls mit acht in einem Kranz angeordneten festen Zontakten 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33 und 34 versahen, mit denen ein Satz dreier drehbarer Schaltkontakte 35, 36 und 37 und zweier ITeberbrückungsimpedanzen 38, 39 zusanaaen— arbeitet. Die freien Strecken zwischen den aufeinander folgenden Kontakten sind wieder gleich. Bei diesem Schalter erstrecken sich die mit den Enden 3 und. 10 der Regelwicklung 2 verbundenen festen Kontakte 27 und 34-a*e4*-je über einen grösseren Kreisbogen als die übrigen festen Kontakte 28-33 und der Satz drehbarer Scrä.t-
ZU
kontakte 35, 36, 37 wird im. stationären Arbeitsstand derart asymmetrisch auf den festen Kontakt 27 oder 34 gesetzt, dass die isolierende Strecke 40 zwischen dem Schaltkontakt 35 und dem festen Kontakt 27 oder zwischen dem Schaltkontakt 37 und dem festen Kontakt 34 gerade für die Isolierung des grossen Spannungsunterschiedes '. zwischen den festen Kontakten 27 und 34 ausreicht. Die isolierende Strecke 41 zwischen dem Schaltkontakt 37 und dem festen Kontakt 33, zwischen denen nur ein Spannungsunterschied gleich einer einzigen Spannungsstufe der Regelwicklung 2 auftritt, ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht,
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omeii^L
veeentlieh kleiner als die isolierende Strecke 40, ZLcze kleinere" isolierende .Strecke 41 -rritö in alles. stationären Ar "bei J3'stänce;i der Schaltkontakte 55» 3>S ui-id 57 auf, in denen zwischen dem Sciialtkorruakt 55 oder; 57 und einem festen Kontakt nur,der kleine Spannungsunterschied besteht. Bei der.-Umschaltung zwischen den festen Kontakten 27 und 54 v.'ird der Satz von Schält— kontakten 35> 36» 37, 3S .un einen grösserer,. Winkel al^. sei der Umschaltung .zviisdiexx_ den übrigen benachbarter! festen Kontakten gedreht..· Ler Durchmesser dieses Lastvahler.s is"fc bei derselben Anzahl fester Kontakte kleiner als derselbe des - Lastwähler s. nach Pig. 1.
In ?ig. 3 ist die Rege!wicklung 2 f"r die feine- Spannungsregelung von der Star^nwicklung 1 getrennt angeordnet. Zwei Wicklungen 42 -und 43' für .die grobe Spannungsre^lung sind, dauernd in .Reihe ELit der Staxnv.-icklung 1. geschaltet·. Der ..r^ach der Erfindung ausgeführte .Lastv/iihler ist mit acht:, festen Kontakten 44, 45* 46, 47,-48:, 49, 50, 51 versehen, von denen die festen Kontakte 44-50 mit den Anzapfungen 4-10; der Re^elv/ic-kluiig 2 verbunden sind und der feste Kontakt 51 über de:;- drehbare:! Schaltkon^ak": 52 u;.i die. fes-ten Kontakte--.55, ;54,; 35 eines doppelen Vor- v/a^lers vahlwels.e-Eit ,den rAncapfunreH 5-., 57, 58 ar. den Inden.-:der Vfd^klu^-eii 42,: .43 für; die grcce Spannung..::;:·-~^- lung: verbundsn v;e.rden. liann.. Der -Anfang 3 a^^ Regelwicklung 2 kann über den nechaniEoh- fes-j ini"u c.:.. drehbar-";.. Schal^konxakt .52 gekuppelten cre-ibaron £chii.-ukon'C£l:"c 3'i und die festen Kontakte -?3,-..54, 55 d.e-s doppelen Vorv-uhlsrs ebenfalls; mit den Anzapfungen 56, 57"» 58 verbünde.: v:;r; .;, co ..dass der Regelbsreich. sich in bel:arj^.ter -^Jeise z.l"c . Hilfe des. doppeler. Yorv/dhler-s unc. des ZLas.tv/ählers über 2x8 +,7. = 23 Sp.annungsstufen ercTreckt. -
Bei.dem „ach der Srfinaung aus53fC:r-te:i lc.H-cvahler -Strecker', .sich die- festen Zcv^zz^zte 44., -5G .uiiä.· 51 .siel:
1Ü98387 0TIT ^ --
BAB ORiSiNAL
- df -
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47, 48, 49 und der Kreisbogen des festen Kontaktes
der 51 ist noch etwas grosser als derjenige -js festen Kontakte/^ 44 und 50. Auch bei diesem Lastwähler sind die freien Strecken zwischen den festen Kontakten
Stellungen
44-51 gleich. In den dargestellten β*α»*β» des Lastwählers und des Vorwählers besteht zwischen den festen Kontakten 44 und 51 des Lastwählers nur ein Spannungsunterschied entsprechend der feinen Spannungsstufe zwischen den Anzapfungen 3 und 4 der Regelwicklung,, während zwischen den festen Kontakten 50 und 51 die ganze Spannung der Regelwicklung auftritt. Wird der Vorwähler umgeschaltet und befindet er sich in dem der Zwischenstanu*, in deflf der drehbare Schaltkontakt 59 sich noch auf dem festen Kontakt 53 und der Anzapfung 56 befindet und der drehbare Schaltkontakt 52 mit dem festen Kontakt 54 und der Anzapfung 57 in Verbindung steht, so tritt zwischen den festen Kontakten 44 und 51 des Lastwählers die ganze Spannung der Regelwicklung und zwischen den festen Kontakten 50 und 51 nur ein Spannungsunterschied entsprechend einer einzigen feinen Spannungsstufe auf, da die Wicklungen 42 und 43 je eine Spannung geben, die eine feine Spannungsstufe höher als die Spannung ist, welche die ganze Regelwicklung 2 liefert. Der grosse Spannungsunterschied erscheint daher abwechselnd zwischen den Kontakten 44 und 51 und den Kontakten 50 und 51, so dass die isolierenden Strecken 60 und 61, die einander gleich sind, für diesen grossen Spannungsunterschied berechnet sein müssen, An allen anderen Stellen tritt nur ein Spannungsunterschied entsprechend einer einzigen feinen Stufet auf, so dass an diesen Stellen die isolierende Strecke 62 zwischen einem s^gh auf einem festen Kontakt im stationären Arbeitsstand befindenden Schaltkontakt 63 oder 65 des Satzes drehbarer Schaltkontakte 63, 64, 65 mit Ueberbrückungsimpedanzen 66, 67 einerseits und einem benachbarten festen Kontakt 44-50 andererseits wesentlich
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kleiner sein kann. Dies ergibt den kleineren Kreisbogen
jedes festen Kontaktes 45, 46, 47, 48, 49 und den· Unterder schied zwischen dem grb'sseren Kreisbogen ^eekee festen Kontakte^ 44, 50 und dem noch grb'sseren Kreisbogen des festen Kontaktes 51. Auch bei diesem Lastwähler ist bei derselben Anzahl fester Kontakte der Durchmesser kleiner als ders des Lastwählers nach Pig. 1.
en
Pig. 4 zeigt eiry ande-rs ausgeführten Lastwähler für die Regelschaltung nach Pig. 2. Dabei besteht der Satz drehbarer Schaltkontakte nur aus zwei Schaltkontakten 68, 69, von denen der Kontakt 68 unmittelbar und der Kontakt 69 über eine Ueberbrückungsimpedanz 70 mit dem Knotenpunkt
24 verbunden ist, an den der Hetz- oder Sternpunktsleiter
25 angeschlossen wird. Der Schalter ist wieder mit acht festen Kontakten versehen, die unter Zwischenschaltung gleicher freier Strecken aufeinander folgen. Der mit dem Ende der Regelwicklung zu verbindende feste Kontakt 71 erstreckt sich über einen gr'dsseren Kreisbogen als jeder der anderen sieben gleichen festen Kontakte. Stehen die drehbaren Schaltkontakte 68, 69 im dargestellten statio-
.zu
nären Arbeitsstand auf dem festen Kontakt 71 t so ist die Isolationsstrecke 72 zum mit dem Anfang der Regelwicklung zu verbindenden festen Kontakt 73 gross und sie ist einem Spannungsunterschied entsprechend dem Siebenfachen einer kleinen Spannungsstufe angepasst. In allen anderen stationären Arbeitsständen 68', 69', von denen der eine punktiert dargestellt worden ist, ist die kleinste isolierende Strecke 74 zwischen einem drehbaren Schaltkontakt und einem benachbarten festen Kontakt viel kleiner, was möglich ist, da der zu isolierende Spannungsunterschied nur einer feinen Spannungsstufe entspricht.
Der Lastwähler nach Pig. 5 kann den in Pig". 3 dargestellten Lastwähler in der dazu gehörenden Regelschaltung ersetzen. In Pig. 5 ist der Lastwähler mit einem Satz von nur zwei drehbaren Schaltkontakten 75, 76 versehen,
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von denen der Kontakt 75 unmittelbar und der Kontakt 76 über die Ueberbrückungsimpedanz 77 mit dem Knotenpunkt 24 verbunden ist. Der Schalter weist wieder acht paarweise in gleichen freien Entfernungen voneinander abliegende feste Kontakte auf. Von diesen festen Kontakten erstrecken sich der mit dem Vorwähler 52, 53, 54, 55, 59 verbundene feste Kontakt 78 und der daneben liegende mit dem Ende der Regelwicklung zu verbindende feste Kontakt 79 über einen grösseren Kreisbogen als. die -übrigen festen Kontakte. Befinden die drehbaren Schaltkontakte 75, 76 sich in den dargestellten stationären Arbeit aiSünden 75', 76«; 75, 76; 75", 76» auf einander folgenden festen Eontakten 79, 78, 80, so ist die isolierende Strecke 81, 82 zwischen einem drehbaren Schaltkontakt und einem benachbarten festen Kontakt,
um
dessen Spannung sich /ein Vielfaches einer einzigen feinen Spannungsstufe von der Spannung dieses Schaltkontaktes unterscheiden kann, gross. Kann der Spannungsunterschied zwischen einem drehbaren kontakt und einem benachbarten festen Kontakt nicht grosser als die Spannung einer einzigen feinen Spannungsstufe werden, so braucht die isolierende Strecke nicht grosser als die durch den Pfeil 85 angedeutete Strecke zu sein.
Der Lastwähler (Pig. 4 und 5) mit einem Satz von nur zwei drehbaren Schaltkontakten können mit nur einem bzw..zwei festen Kontakten auskommen, die sich über einen grösseren Kreisbogen erstrecken, während die Lastwähler (Pig. 2 und 3). mit einem Satz von drei drehbaren Schaltkontakten zwei baw. drei sich über grössere Kreisbogen erstreckend^ feste Kontakte benötigen. Die Lastwähler der asymmetrischen Ausführung (Pig. 4 und 5) können deshalb einen noch kleineren Durchmesser als die Lastwähler der symmetrischen Ausführung (Pig. 2 und 3) aufweisen.
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Claims (1)

  1. Pattntanwalt OI 4R
    Ditf.Jng.HeinridiSdiaefer - ^ ~ <: fc. j ,
    Hamburg-Wandsbek ^
    * - Ruf 6» 36» p^E^^gp^QH . 1949016
    Stufenschalter für einen regelbaren Transformator ratet· bestehend aus oder versehen mit einem lastwähler, der für jede Phase eine Anzahl in einem Kranz angeordneter, mit Anzapfungen des Transformators zu verbindender fester Kontakte und wenigstens einen Satz von mindestens zwei damit zusammenarbeitenden, mechanisch fest miteinander gekuppelten, um die Achse dieses Kranzes drehbaren Schaltkontakten aufweist, von welchem Satz der eine Schaltkontakt unmittelbar und der oder jeder in fester Winkelentfernung vom ersterwähnten Schaltkontakt abliegende andere Schaltkontakt über eine Ueberbrückungsimpedanz mit einem an einen Netz- oder Sternpunktleiter anzuschliessenden Knotenpunkt verbunden ist, wobei die freien Strecken zwischen den unmittelbar aufeinander folgenden festen Kontakten gleich sind und die drehbaren Schaltkontakte in derartiger Winkelentfernung angeordnet sind, dass sie bei ihrer Drehung an den festen Kontakten vorbei nacheinander in und aus Zusammenarbeitend mit diesen festen Kontakten gebracht werden und jedes Mal zwei aufeinander folgende feste Kontakte vorübergehend über eine Kette mit Impedanz miteinander verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der eine der beiden Kontakte d,es oder jedes Paares benachbarter fester Kontakte, zwischen denen der Spannungsunterschied ein Vielfaches der Spannung der feinen Spannungsstufen des Transformators sein kann, sich über einen grösseren Kreisbogen als die übrigen festen Kontakte erstreckt und dass für die Umschaltung zwischen den festen Kontakten dieses oder eines solchen Paares die drehbaren Schaltkontakte um einen grSsseren Winkel als für. die Umschaltung zwischen den übrigen festen Kontakten gedreht werden müssen.
    109838/0741
    Leerseife
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