DE20209213U1 - Stufenschalter - Google Patents

Stufenschalter

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DE20209213U1
DE20209213U1 DE20209213U DE20209213U DE20209213U1 DE 20209213 U1 DE20209213 U1 DE 20209213U1 DE 20209213 U DE20209213 U DE 20209213U DE 20209213 U DE20209213 U DE 20209213U DE 20209213 U1 DE20209213 U1 DE 20209213U1
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005Tap change devices
    • H01H9/0044Casings; Mountings; Disposition in transformer housing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Description

Stufenschalter
Die Neuerung betrifft einen ölgefüllten Stufenschalter mit einem Öiausdehnungsgefäß.
Stufenschalter mit einem eigenen Öigefäß weisen üblicherweise ein Öiausdehnungsgefäß auf. Beim Betrieb eines Stufenschalters entsteht Wärme, die zu einer volumenmäßigen Ausdehnung des Stufenschalteröles führt. Um diese Volumenausdehnung zu kompensieren, steht das Innere des Stufenschalters, d. h. dessen Ölvolumen, über den Rohrflansch und ein Rohrleitungssystem mit einem Öiausdehnungsgefäß in Verbindung, das das bei Erwärmung sich zwangsläufig ergebende größere Ölvolumen aufnimmt.
Bisher gebräuchliche Leistungstransformatoren besitzen ebenfalls ein Ausdehnungsgefäß, da auch bei diesen Transformatoren durch die Wicklungen Wärme erzeugt wird, die zu einer Temperaturerhöhung des Transformatorenöles führt, so dass sich - genau wie beim Stufenschalter - auch dieses Transformatorenöl ausdehnt. Ein derartiges Öiausdehnungsgefäß für einen Transformator ist z. B. in der DE 196 14 775 C2 beschrieben.
Wird ein solcher bekannter Leistungstransformator mit einem Öiausdehnungsgefäß nun mit einem Stufenschalter der eingangs genannten Art ausgestattet, ergeben sich prinzipiell zwei Möglichkeiten. Zum einen kann ein einziges Ausdehnungsgefäß vorgesehen werden, das sowohl für den Volumenausgleich des Transformatorenöles als auch des Stufenschalteröles Verwendung findet. Dies ist zwar eine konstruktiv einfache Lösung, die jedoch den Nachteil hat, dass sich das durch das Schalten verunreinigte Öl des Stufenschalters mit dem des Transformators vermischen kann, so wie dies etwa in der DE AS 25 15 192 erläutert ist. Zum anderen ist es möglich, zwei getrennte ölausdehnungsgefäße vorzusehen; Varianten für solche Ausführungen separater Ölausdehnungsgefäße sind in der DE 195 27 763 C2 beschrieben.
Aus der DE 100 10 737 A1 ist kürzlich ein Transformator bekannt geworden, der in seinem Inneren mindestens einen Radiator aufweist, dessen Volumen über eine Mehrzahl von konstruktiv besonders gestalteten Ausbauchungen vergrößerbar ist. Auf Grund dieser möglichen Volumenvergrößerung dieses Radiators kann das bisher erforderliche Ausdehnungsgefäß entfallen. Stattdessen wird bei diesem neuartigen Transformator die bei der Erwärmung des Öles entstehende Volumenvergrößerung durch die beschriebenen Ausbauchungen des internen Radiators kompensiert. Der große Vorteil dieses neuartigen Transformators besteht darin, dass er vollständig abgeschlossen ausgebildet sein kann; das Öl ist also hermetisch abgeschlossen enthalten, womit kein Kontakt des Öles mit der Umgebungsluft mehr möglich ist. Die vielfältigen Vorteile dieser neuartigen Transformatorenkonstruktion in ihrer praktisch wartungsfreien Ausführung liegen auf der
Hand, eine besondere Schwierigkeit ergibt sich jedoch, wenn ein solcher Transformator mit einem Stufenschalter zur Spannungsregelung ausgerüstet werden soll.
Soll der größte Vorteil dieses neuartigen Transformators, seine hermetisch abgeschlossene und damit weitgehend wartungsfreie Bauart, beibehalten werden, muss das - technisch erforderliche Ölausdehnungsgefäß des Stufenschalters ebenfalls hermetisch abgeschlossen ausgebildet sein. Dies ist jedoch nicht ohne weiteres nach dem Stand der Technik möglich, da es immer wieder vorkommen kann, dass sich Gas im Rohrleitungssystem vom Stufenschalterkopf zum ölausdehnungsgefäß sammelt. Der Grund dieser Gasentwicklung liegt in der thermischen Zersetzung des Stufenschalteröles, z. B. infolge auftretender Schaltlichtbögen, des Aufheizens der Überschaltwiderstände sowie im Störfall durch Störlichtbögen. Auf Grund der geringeren Dichte des Gases steigt dieses nach oben, sammelt sich im höchsten Punkt des Rohrleitungssystems, bildet dort ein Gaspolster und führt damit zu Betriebsstörungen.
Aufgabe der Neuerung ist es, diese unerwünschte Gasansammlung zu verhindern und ein hermetisch geschlossenes Ölausdehnungsgefäß zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Stufenschalter mit den Merkmalen des ersten Schutzanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung.
Durch die Anordnung gemäß der Neuerung wird auf technisch einfache aber dennoch wirkungsvolle Weise ein Einströmen des Gases in das Ölausdehnungsgefäß zuverlässig verhindert.
Die Neuerung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen beispielhaft noch näher dargestellt werden.
Die Figuren 1 bis 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Stufenschalters gemäß der Neuerung jeweils in schematischer Darstellung.
Allen diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die Leitungsführung bzw. Anordnung des ölausdehnungsgefäßes so gestaltet ist, dass sich unter keinen Umständen eine Gasansammlung unterhalb des Stufenschalterkopfes bzw. im Leitungssystem bilden kann.
In Figur 1 ist gezeigt, dass in einem Transformatorenkessel 1 ein Stufenschalter 2 mit einem eigenen Ölgefäß angeordnet ist, dessen Stufenschalterkopf 3 oben herausragt. Vom Stufenschalterkopf 3 führt eine Leitung 4 zu einem oberhalb angeordneten Ölausdehnungsgefäß 5. Im Ölausdehnungsgefäß 5 befindet sich, oberhalb des Eintrittes der Leitung 4, der Ölpegel 6 mit darüberliegendem ^-Gaspolster. Das Volumen oberhalb dieses Ölpegels 6 nimmt die Volumenänderung des Stufenschalteröles im Betrieb auf. Gleichzeitig sammelt sich etwa
• · ■ · t · ■
entstehendes Gas oberhalb des Ölpegels 6 und kann, falls der Grenzwert des Druckes erreicht ist, mittels eines sich dann öffnenden Überdruckventils 7 ins Freie gelangen. Die Schutzfunktion wird also durch den möglichen Gasablass durch das Überdruckventil 7 erreicht; zusätzlich kann auch ein Qualitrol-Ventil auf dem Stufenschalterkopf 3 vorgesehen sein.
Figur 2 zeigt eine ganz ähnliche Anordnung; zusätzlich zum Überdruckventil 7 ist hier noch ein Magnetventil 8 angeordnet, das z. B. über einen nicht dargestellten Füllstandsanzeiger betätigbar ist.
Figur 3 zeigt eine weitere Variante, abweichend mit einem hier unten angeordneten Ölausdehnungsgefäß 12. Dabei sind zwei Leitungen vorhanden: Eine erste Leitung 9 führt zu einem ersten Gassammeiraum 11 mit einem Überdruckventil, eine zweite Leitung 10 führt zum Ölausdehnungsgefäß 12. Dieses Ölausdehnungsgefäß 12 besitzt wiederum einen hier oben angeordneten Ölspiegel mit darunterliegendem N2-Gaspolster zur Überdruckregulierung, durch eine Membrane getrennt. Statt dessen ist auch ein Druckausgleich über einen Blasenspeicher möglich, der im Ölausdehnungsgefäß liegt und sich je nach Belastung ausdehnt bzw. zusammenzieht.
In Figur 4 ist eine ganz ähnliche Anordnung, allerdings mit einem abweichenden Gassammeiraum 13 mit Magnetventil, wiederum auslösbar über einen Füllstandsanzeiger, dargestellt.
Figur 5 zeigt eine andere Anordnung, bei der eine zweite Leitung 15 von unten in das ansonsten unveränderte Ausdehnungsgefäß 12 eintritt. Der Gassammeiraum 11 weist wiederum ein Überdruckventil auf. Bei dieser Anordnung ist das Gaspolster direkt über dem Ölspiegel angeordnet, es kann auch durch eine Membrane von diesem getrennt sein; auch hier ist wieder alternativ das Vorsehen eines Blasenspeichers möglich.
Figur 6 zeigt eine ansonsten gleiche Anordnung, jetzt aber mit einem Gassammeiraum 13 mit zusätzlichem Magnetventil.

Claims (9)

1. Stufenschalter mit einem eigenen Ölgefäß und einem mit diesem in Verbindung stehenden Ölausdehnungsgefäß, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölausdehnungsgefäß (5, 12) teilweise mit dem sich im Inneren des Ölgefäßes des Stufenschalters (2) befindlichen Isolieröles gefüllt ist und dass, getrennt durch den Ölspiegel (6) im Ölausdehnungsgefäß (5, 12) ein Gaspolster vorgesehen ist.
2. Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaspolster ein N2-Polster ist.
3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölausdehnungsgefäß (5) oberhalb des Stufenschalters (2) angeordnet ist und mit diesem über eine Rohrleitung (4) in Verbindung steht.
4. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölausdehnungsgefäß (12) unterhalb des Stufenschalters (2) angeordnet ist und mit diesem über eine erste Rohrleitung (10, 15) in Verbindung steht und dass oberhalb des Stufenschalters (2) ein separater Gassammelraum (11, 13, 14) vorgesehen ist, der über eine zweite Rohrleitung (9) mit dem Stufenschalter (2) in Verbindung steht.
5. Stufenschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (10) von oben in das Ölausdehnungsgefäß (12) führt.
6. Stufenschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (15) von unten in das Ölausdehnungsgefäß (12) führt.
7. Stufenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das oben liegende Ölausdehnungsgefäß (5) eine Vorrichtung zur Druckentlastung (7, 8) an seiner Oberseite aufweist.
8. Stufenschalter nach Anspruch 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Gassammelraum (11, 13, 14) eine Vorrichtung zur Druckentlastung aufweist.
9. Stufenschalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Druckentlastung jeweils ein Überdruckventil (7) oder/und ein Magnetventil (8) ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7847189B2 (en) 2005-07-01 2010-12-07 Siemens Aktiengesellschaft Electrical Component
CN106052808A (zh) * 2016-07-21 2016-10-26 国网山西省电力公司电力科学研究院 电磁控制振动传感器的油浸式电力变压器假油位诊断方法

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US7847189B2 (en) 2005-07-01 2010-12-07 Siemens Aktiengesellschaft Electrical Component
CN106052808A (zh) * 2016-07-21 2016-10-26 国网山西省电力公司电力科学研究院 电磁控制振动传感器的油浸式电力变压器假油位诊断方法

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