DE19534601A1

DE19534601A1 - Step selector

Info

Publication number: DE19534601A1
Application number: DE1995134601
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Dohnal; Hans-Henning D Lessmann-Mieske
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1995-09-18
Publication date: 1997-03-20
Also published as: EP0763835A3; EP0763835A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Stufenwähler eines Stufenschalters für einen Stufentransformator.The invention relates to a tap selector of a tap changer for a tap changer.

Stufenschalter sind seit vielen Jahren bekannt, um durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses unter Last die Spannung, Wirk- und Blindleistung von elektrischen Netzen einstellen zu können.Tap changers have been known for many years by changing the Gear ratio under load the voltage, active and reactive power of electrical To be able to set networks.

Durch die Einführung von Stufenschaltern wurde die Betriebsmöglichkeit elektrischer Netze erheblich verbessert, so daß heute z. B. in Deutschland 96% der Leistungstransformatoren über 10 MVA mit Stufenschaltern ausgerüstet sind.The introduction of tap changers made electrical networks possible significantly improved, so that today z. B. in Germany 96% of power transformers More than 10 MVA are equipped with tap changers.

Mit Ausnahme der USA und teilweise der ehemaligen Sowjetunion arbeiten Stufenschalter weltweit nach dem Prinzip der Widerstandsschnellschaltung.With the exception of the USA and partly the former Soviet Union, tap changers work worldwide according to the principle of high-resistance switching.

Grundsätzlich bestehen solche Stufenschalter aus dem Stufenwähler und dem Lastumschalter und arbeiten in zwei Schritten. Die zur stromführenden Anzapfung benachbarte Anzapfung wird durch den Stufenwähler stromlos vorgewählt. Danach erfolgt die Umschaltung des Stromes durch den Lastumschalter von der stromführenden auf die vorgewählte Anzapfung.Basically, such tap changers consist of the tap selector and the diverter switch and work in two steps. The tap adjacent to the live tap is pre-selected by the tap selector. Then the Current through the diverter switch from the live to the preselected tap.

Die Stufenschaltung wird in der Regel durch einen Motorantrieb bewirkt, dieser betätigt über ein Maltesergetriebe den Wähler und spannt gleichzeitig einen Federenergiespeicher, der seinerseits den Lastumschalter nach Auslösung sprungartig antreibt.The tap changer is usually effected by a motor drive, which actuates via a Maltese gear the voter and at the same time clamps a spring energy storage that in turn drives the diverter switch abruptly after tripping.

In Fig. 1 ist solch ein bekannter Stufenschalter nach dem Stand der Technik schematisch dargestellt.In Fig. 1 such a known tap changer according to the prior art is shown schematically.

Ein Stufenwähler W besteht aus festen Stufenkontakten 1 . . . 6, die mit den einzelnen Wicklungsausleitungen des Stufentransformators elektrisch in Verbindung stehen und üblicherweise pro Phase in zwei Ebenen in der Wandung eines Isolierstoffzylinders angeordnet sind, derart, daß in jeweils einer Ebene die geradzahligen und in jeweils der anderen Ebene die ungeradzahligen Stufenkontakte angeordnet sind. Der Stufenwähler W besteht weiterhin aus zwei beweglichen Wählerkontakten W1, W2, die üblicherweise im Inneren des Isolierstoffzylinders drehbar angeordnet sind und die festen Stufenkontakte 1 . . . 6 beschalten können. Die beiden beweglichen Wählerkontakte jeder Phase W1, W2 führen zum Lastumschalter LU, durch den die Umschaltung von dem jeweils stromführenden auf den neu vorgewählten Stufenkontakt erfolgt.A tap selector W consists of fixed tap contacts 1 . . . 6 , which are electrically connected to the individual winding leads of the step transformer and are usually arranged per phase in two levels in the wall of an insulating material cylinder, such that the even-numbered step contacts are arranged in one level and the odd-numbered step contacts in each level. The tap selector W also consists of two movable selector contacts W1, W2, which are usually rotatably arranged in the interior of the insulating material cylinder and the fixed tap contacts 1 . . . 6 can connect. The two movable selector contacts of each phase W1, W2 lead to the diverter switch LU, by means of which the changeover from the current-carrying to the newly selected step contact takes place.

In Fig. 1a ist das Schaltprinzip eines solchen bekannten Stufenschalters dargestellt: Bei jeder Lastumschaltung wird jeweils die zur stromführenden Anzapfung benachbarter Anzapfung vorgewählt, danach erfolgt die Umschaltung des Stromes durch den Lastumschalter von der stromführenden auf die vorgewählte Anzapfung. In Fig. 1a, the switching principle of such a known tap changer is shown: Each time the load is switched, the tap adjacent to the current-carrying tap is preselected, then the current is switched by the load switch from the current-carrying tap to the preselected tap.

Es werden bei mehreren Schaltungen also abwechselnd beide Wählerkontakte W1 und W2 bewegt; bei Umschaltung von 2 auf 3 verläßt W1 den festen Kontakt 1 und kontaktiert den dazu benachbarten Kontakt 3, bei der nachfolgenden Umschaltung verläßt W2 den bisherigen festen Kontakt 2 und kontaktiert den benachbarten festen Kontakt 4 usw.If there are several circuits, both selector contacts W1 and W2 are moved alternately; when switching from 2 to 3, W1 leaves the fixed contact 1 and contacts the adjacent contact 3 , during the subsequent switchover W2 leaves the previous fixed contact 2 and contacts the adjacent fixed contact 4 , etc.

Der Vorgang jeder Lastumschaltung erfordert je nach Typ und Konstruktion eine Zeit von etwa 40 bis 60 ms. Die einmal eingeleitete Lastumschaltung läuft nach Auslösung des Federenergiespeichers zwangsläufig ab, wobei die Überschaltwiderstände R etwa 20 bis 30 ms lang belastet werden. Die Gesamtzeit der Stufenschaltung von der Ansteuerung des Motorantriebes bis zum Ende der Lastumschaltung beträgt, abhängig von der Bauweise, etwa 3 bis 6 Sekunden.The process of each load changeover takes a time of depending on the type and construction about 40 to 60 ms. Once the load changeover has been initiated, it is triggered after the Spring energy storage inevitably, with the contact resistance R about 20 to 30 ms be burdened for a long time. The total time of the tap changer from the activation of the Motor drive until the end of the load changeover is, depending on the design, about 3 to 6 seconds.

Für bestimmte Regelaufgaben ist es erforderlich, schnell größere Anzapfungsänderungen zu realisieren, d. h. mit dem Stufenschalter zwischen weiter auseinanderliegenden Anzapfungen, beispielsweise den festen Stufenkontakten 1 und 6, zu schalten. Dies ist mit den bekannten Stufenschaltern nur in der Weise möglich, daß, da sie prinzipiell und funktionsbedingt nur zwischen benachbarten Anzapfungen schalten können, alle zwischenliegenden Anzapfungen als jeweils separate Umschaltungen durchlaufen werden müssen, wie dies aus Fig. 1a ersichtlich ist.For certain control tasks, it is necessary to implement larger tapping changes quickly, ie to switch with the tap changer between taps further apart, for example the fixed tap contacts 1 and 6 . This is only possible with the known tap changers in such a way that, since in principle and due to their function they can only switch between adjacent taps, all intermediate taps have to be run through as separate switchovers, as can be seen from FIG. 1a.

Dies ist für viele Anwendungsfälle zu langsam.This is too slow for many applications.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stufenwähler für einen Stufenschalter anzugeben, bei dem eine beliebige Umschaltung zwischen frei wählbaren, nicht notwendigerweise benachbarten, Wicklungsanzapfimgen möglich ist.The object of the invention is to provide a tap selector for a tap changer in which any switch between freely selectable, not necessarily adjacent, Winding tapping is possible.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention.

Der erfindungsgemäße Stufenwähler gestattet eine Umschaltung zwischen beliebigen Wicklungsanzapfungen, ohne daß die dazwischenliegenden Anzapfungen durchlaufen werden müssen und ohne daß sich dadurch, wie nach dem Stand der Technik üblich, die Zeiten für mehrere einzelne Lastumschaltungen addieren.The tap selector according to the invention allows switching between any Winding taps without having to go through the taps in between must and without this, as is customary in the prior art, the times for add several individual load changes.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to drawings will.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stufenwählers. Fig. 2 shows a first embodiment of a tap selector according to the invention.

Die Wählerkontakte bestehen dabei aus jeweils zwei Teilen, einem festen Kontaktteil 1a, 2a, . . . und einem korrespondierenden, jeweils separat betätigbaren, beweglichen Kontaktteil 1b, 2b . . . . Die festen Kontaktteile 1a, 2a, . . . sind pro Phase U, V, W in zwei Ebenen A, B in der Wandung des Isolierzylinders Z angeordnet; die korrespondieren beweglichen Kontaktteile 1b, 2b, . . . befinden sich im Inneren des Isolierzylinders Z auf einem Träger T. The selector contacts each consist of two parts, a fixed contact part 1 a, 2 a,. . . and a corresponding, separately operable, movable contact part 1 b, 2 b. . . . The fixed contact parts 1 a, 2 a,. . . are arranged per phase U, V, W in two planes A, B in the wall of the insulating cylinder Z; the corresponding movable contact parts 1 b, 2 b,. . . are located inside the insulating cylinder Z on a support T.

Die beweglichen Kontaktteile 1b, 2b, . . . sind derart ausgebildet, daß sie bei der Ansteuerung eine Kontaktzunge o. dgl. ausfahren und diese mit dem korrespondierenden festen Kontaktteil elektrisch in Verbindung tritt, derart, daß die elektrische Verbindung zwischen den beiden Teilen des entsprechenden Wählerkontaktes und damit zur entsprechenden Wicklungsausleitung der Stufenwicklung hergestellt wird.The movable contact parts 1 b, 2 b,. . . are designed such that they extend a contact tongue or the like when actuated and this comes into electrical connection with the corresponding fixed contact part in such a way that the electrical connection between the two parts of the corresponding selector contact and thus for the corresponding winding rejection of the step winding is established .

Die Betätigung der beweglichen Kontaktstücke, die, wie bereits erläutert, separat und unabhängig voneinander einzeln in beliebiger Reihenfolge ansteuerbar sind, kann beispielsweise hydraulisch oder auf elektromagnetischem Wege erfolgen.The actuation of the movable contact pieces, which, as already explained, separately and can be controlled independently of one another in any order, for example hydraulic or electromagnetic.

Jedes bewegliche Kontaktteile jeder Phase steht mit beiden Seiten des nicht näher dargestellten Lastumschalters elektrisch in Verbindung, derart, daß der Lastumschalter zwischen beliebig gewählten Wicklungsanzapfungen umschalten kann.Each movable contact part of each phase stands with both sides of the not shown Diverter switch electrically connected, such that the diverter switch between any can switch selected winding taps.

Wesentlich am erfindungsgemäßen Stufenwähler ist die völlige Entkoppelung von Stufenwähler und Lastumschalter einerseits und Möglichkeit einer beliebigen Stufenvorwahl andererseits.What is essential to the tap selector according to the invention is the complete decoupling of Step selector and diverter switch on the one hand and possibility of any step selection on the other hand.

Bei der Dimensionierung des zugehörigen Lastumschalters ist lediglich zu berücksichtigen, daß nicht nur, wie nach dem Stand der Technik, eine Stufenspannung, d. h. die Spannung zwischen benachbarten Anzapfimgen der Stufenwicklung, ansteht, sondern möglicherweise ein Mehrfaches davon.When dimensioning the associated diverter switch, all that needs to be taken into account is that not only, as in the prior art, a step voltage, i. H. the tension between adjacent tap of the step winding, is pending, but possibly one Multiple of that.

Fig. 3 und Fig. 3a zeigen in schematischer Darstellung das entsprechende Schaltschema und eine mögliche direkte Schaltsequenz zwischen nicht benachbarten Stufenanzapfungen mit dem erfindungsgemäßen Stufenwähler. FIGS. 3 and FIG. 3a show a schematic representation of the corresponding circuit diagram and a possible direct switching sequence between non-adjacent Stufenanzapfungen with the inventive tap selector.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der im Gegensatz zur bisher dargestellten Bauform die Kontakte nicht in horizontalen Ebenen, sondern in vertikaler Zuordnung angeordnet sind. Hierbei sind am Umfang des Isolierzylinders Z sechs vertikale Bereiche vorgesehen, wobei jeweils in zwei - vorzugsweise nebeneinanderliegenden - Be reichen für jede Phase jeweils untereinander die festen Kontaktteile 1a, 2a, . . . angeordnet sind. Die beweglichen Kontaktteile befinden sich dazu korrespondierend wiederum im Inneren des Isolierzylinders Z auf einem Träger T. Fig. 4 shows a second embodiment of the invention, in which, in contrast to the design shown so far, the contacts are not arranged in horizontal planes, but in a vertical assignment. Here, six vertical areas are provided on the circumference of the insulating cylinder Z, the two fixed contact parts 1 a, 2 a,. . . are arranged. Corresponding to this, the movable contact parts are in turn inside the insulating cylinder Z on a carrier T.

Betätigung und Funktion ändern sich durch diese veränderte Bauform nicht, jedoch besitzt diese Anordnung gewisse Vorteile hinsichtlich der Kontaktausleitungen, d. h. der Leitungsführungen von den beweglichen Kontaktteilen zum Lastumschalter.Operation and function do not change due to this changed design, but it does this arrangement has certain advantages in terms of contact rejection, i. H. of the Cable routing from the moving contact parts to the diverter switch.

Claims

Step selector of a step switch for a step transformer with the following features:

- It has two-part selector contacts ( 1 , 2 ,..., n)
- Each selector contact ( 1 , 2 ,..., n) consists of a fixed contact part ( 1 a, 2 a,...) and a corresponding movable contact part ( 1 b, 2 b,...)
- Each fixed contact part ( 1 a, 2 a,...) is electrically connected to a winding rejection of a step winding of the step transformer
- All movable contact parts ( 1 b, 2 b,...) are electrically connected to the load switch known per se for switching between any two selector contacts ( 1 , 2 ,...)
- All movable contact parts ( 1 b, 2 b,...) are separately controllable, ie operable, in such a way that they can be electrically connected individually, independently of one another and in any order to the corresponding fixed contact parts.