DE2063475A1 - Anordnung zur Steuerung von mehrpoligen Trennschaltern mit Einzelpolantrieb - Google Patents

Description

• Anordnung zur Steuerung von mehrpoligen Trennschaltern mit Einzelpolantrieb Zur Betätigung von Höchstspannungs-Trennschaltern und Erdungstrennern werden häufig Motorantriebe verwendet, wobei fUr Geräte ab 220 kV aufwärts wegen der grossen Phasenabstände in der Regel Einzelpol-Antrieb Ublich ist, d.h., jeder Pol eines mehrpoligen Gerätes ist mit einem eigenen Antrieb ausgerUstet. UuL die Betriebssicherheit zu erhöhen und die Betätigung auch bei Ausfall der Netzspannung zu ermöglichen, werden allgemein mit Gleichstrom aus Batterien gespeist. Antriebe verwendet. Gleichstrommotoren haben hohe, kurszeitig auftretende Anlaufströme, die insbesondere bei gleichzeitigem Anlauf von mehreren Motoren in einem Stromkreis zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Absicherung dieser Stromkreise führen.
• Um die Anlaufstromspitze zu reduzieren, sind bisher die nachstehenden Einrichtungen verwendet worden. Es wurde z.B. durch eine zeitliche Staffelung dos Anlaufs der Antriebe das gleichzeitige Auftreten mehrerer Anlaufstrompitzen verhindert. Bei einer anderen Einrichtung wird durch Einbau eines Widerstandes in den Motorstromkreis der Anlaufstrom herabgesetzt. Die damit verbundene gleichzeitige Herabsetzung des Drehmomentes lässt sich auf den schmalen Bereich in der Nähe der Endstellungen "Aus" und "Ein" der Geräte beschränken, wenn die Dämpfungswiderstände nach dem Anlaufen der Motoren durch dafür vorgesehene Kontakte kurzgeschlossen werden.
• Diese Maßnahmen haben jedoch den Nachteil, daß sie ihre Wirksamkeit verlieren, wenn während des Laufens der Geräte, also in ei ner Stellung zwischen "Ein" und "Aus" durch Absicht oder Zufall (z.B. eine Störung in der Stromversorgung) die Bewegung zum Stillstand kommt und die Motoren danach wieder anlaufen sollen. Bei der Staffelung des Anlaufs wird zwar der gleichzeitige Anlauf verhindert, es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, daß ein Motor anläuft, während zwei andere Geräte im Bereich der Hauptblastung - wie z.B. Einschalten bei Vereisung - sind, so daß die Summe von Anlaufstrom und zweifachem Grenzlaststrom zum Auslösen der Sicherungen oder Automaten führt. Auch die Herabsetzung der Anlaufströme durch Dämpfung in den Endstellungen befriedigt nicht, da sie für den Anlauf aus einer Zwischenstellung keine lösung bietet.
• Die Erfindung zeigt nun eine Anordnung zur Steuerung ton mehrpoligen Geräten mit Binzelpolantrieb, bei der die Motoren bei Anlauf aus den Endstellungen annähernd gleichzeitig anlaufen und bei Anlauf- aus einer Zwischenstellung eine polige Folgeschaltung augeführt wird, bei der ein Gerätepol nach dem anderen automatisch in die durch das Kommando gewählte Endstellung gebracht wird.Hierdurch werden alle in Betriebs- und Störungsfällen möglichen Verhältnisse sicher beherrscht, ohne daß eine Überlastung der Stromkreis auftritt. Der besondere Vorteil der Steuereinrichtung besteht darin, daß bei Normalschaltung der Schaltvorganq mehrpolig mit gedämpften Anlaufströmen erfolgt und sowohl im Störungsfall als auch für Versuchsschaltungen beim Einstellen neuer Geräte und auch in Fällen besonderer Beanspruchung, z.B. durch Vereisung, jederzeit auf lpollges Schalten übergeganqen erden kann, wobei darein wegen Fortfall der Dämpfung von Anfang an das maximale Drehmoment zur Verführung steht. Eine bevorzugte Ausführung sieht eine Kurzzeit-Staffelung der Antriebe in der Größenordnung der Schütz- oder Relaiseigenzeiten (20 ms) für den Anlauf aus den Endstellungen vor.
• Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Verwendung einer Umkehrfolgesteuerung, die es ermöglicht, die einzelnen Pole eines z.B. 3poligen Gerätes bei Anlauf aus einer Zwischenstellung in Richtung "Ein" in der Reihenfolge A n C und in Richtung "Aus" in der Peihenftlge C B A polig zu steuern.
• Beschreibung: Ein Ausfühungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigt: Fig. 1 den Stromlaufplan der Steuer- und Motorstromkreise eines aus 3 Einzelpolen bestehenden Schaltgerätes, dargestellt in der Stellung "Aus".
• Fig. 2 den Stromla@fplan der Steuer- und Motorstromkreise eines aus 3 Sinzelpolen bestehenden Schaltgerätes, dargestellt in der Stellung "LAUF".
• Die Schalterpole A, B und C werden durch zugeordnete Motorantriebe D, E, F angetrieben. Dreistufige Steuernocken G, II, J bringen die Hilfsschalter X, Y, Z in Abhängigkeit von der Stellung der Schalterpole A, B und C in die Stellungen "Ein", "Lauf" oder "Aus".
• Den Motorantrieben D, E, F sind jeweils die Steuerschütze Q, R, 5 für die "Ein"-Richtung und die Steuerschütze T, IJ, ar fflr die "Aus"-Richtung sowie die Widerstände N, O, P für die Anlaufdämpfung zugeordnet. Die Taster K und L dienen zur Befehlsgabe "Ein" bzw."Aus".
• Anhand der Fig. 1 soll eine "Ein"-Schaltung aus der "Aus"-Stellung beschrieben werden Der Taster K wird betätigt und gibt mit seinem Schließer kl den positiven Pol der Steuerspannung auf die Spulen der Steuerschütze Q, R und S. Der Schließer k2 gibt den negativen Pol der Steuer spannung au f die Spule des Steuerschützes Q. Das Steuerschütz Q zieht an und gibt mit seinen Schließer q2 und q3 die Motorspannung für den Strompfad "Eln" des Motorantriebes D frei. Der Motorantrieb D läuft, gedämpft durch den Vorschaltwiderstand N,an.
• Gleichzeitig mit dem Ansprechen von Q gibt der Schließer ql über den Kontakt x2 des Hilfsschalters X den negativen Pol der Steuerspannung auf das Steuerschütz R und über den Kontakt y2 an das Steuerachütz S. Über die Kontakte rl bzw. 51 gehen die Steuerschütze R und S in Selbsthaltung, so länge der Taster K betätigt wird.
• Durch das Ansprechen der Steuerschütze R und 5 laufen die Motorantriebe E und F in gleicher Weise an wie beim Motorantrieb D beschrieben. Die Schalterpole A, B und C laufen aus der Stellung "Aus" über die Stellung "Lauf" in die Endstellung "Ein". Dabei werden die Hilfsschalter X, Y und Z über die mehrstufigen Nocken G, H, J zunächst in die Stellung "Lauf" geschaltet, was zur Folge hat, daß die Hilfsschalterkontakte X1, y1 und z1 die Vorschaltwiderstände N, O bzw. P überbrücken und somit das volle Drehmoment für die Motorantriebe D, E bzw. F freigeben. Beim Einlauf der Schalterpole A, B und C in die Stellung "Ein" werden auch die Hilfsschalter X, Y und Z in die entsprechende Stellung gebracht und schalten mit ihren Kontakten x4, y4 bzw. z4 den "Ein"-Pfad der Motorantriebe D, E,F ab. Wird nach Beendigung der Schalthandlung die Betätigung des Tasters x aufgehoben, so fallen die Steuerschütze Q, R, S in ihre Ausgangsstellung zurück.
• Anhand der Fig.2 soll eine "Ein"-Schaltung aus der Stellung "Lauf" beschrieben werden: Der Taster K wird betätigt und gibt mit seinem Kontakt kl den nosttiven Pol der Steuerspannung auf die Spulen der Steuerschütze Q, R, S. Der Kontakt k2 gibt den negativen Pol der Steuerspannung auf die Spule des Steuerschützes Q, das Steuerschütz ? zieht an und gibt mit seinen Kontakten q2 und q3 die Motorspannung fflr den Strompfad "Ein" des Motorantriebes D frei. Der Motorantrieb läuft, da der Kontakt xl geschlossen ist, mit seinem vollen Drehmoment an und betätigt den Schalterpol A in Richtung "Ein" Bei Erreichen der Schaltutellung "Ein" wird der Hilfsschalter X durch den Schaltnocken G in die Stellung "Ein" gebracht. Der Kontakt x4 öffnet den Strompfad "Ein" des Motorantriebes D und schaltet diesen ab. Gleichzeitig schliesst der Kontakt x3 und gibt den durch den Kontakt q1 durchgeschalteten negativen Pol der Steuerspannung für die Spule des Hilfsrelais R frei. Dadurch läuft der Motorantrieb E in der gleichen Weise an wie für Pol D beschrisben an und bringt den Schalterpol B in die Stellung "Ein".
• Der Schaltnocken H des Schalterpoles B bringt den Hilfsschalter Y in die Stellung "Ein", der Kontakt y3 schliesst und schaltet den negativen Pol der Steuerspannung auf die Spule des Steuerschützes S, was sur Folge hat, daß der Motorantrieb F in gleicher Weise wie für den Motorantrieb D beschrieben, den Schalterpol C in die Stellung Ei bringt. Wird die Betätigung des Tasters K nach Einlauf der 3 Schalterpole A, B und C in ihre Endstellungen aufgehoben, so fallen die Steuerschütze Q, R,S in ihre Ausgangsstellung zurück.
• Wird bei der Durchführung einer Schalthandlung, wie sie für Figur 1 beschrieben wurde, der Steuerbefehl in der "Lauf"-Stellung unterbrochen und dann erneut gegeben, so läuft der weitere Funktionsablauf wie in der Beschreibung zu Figur 2 beschrieben, ab. Eine solche Unterbrechung kann durch tiberlastung der Stromversorgung, durch Überlastung des Antriebs oder willkürlich bei Versuchsschaltungen zum Einstellen der Geräte erfolgen. In allen diesen Fällen ist es von grossem Vorteil, wenn die anschliessende Weiterführung des Schaltvorgangs automatisch einpolig nacheinander erfolgt, weil dadurch in Störungsfällen bereits häufig die Überlastungsursache ermittelt werden kann und bei willkürzlicher Unterbrechung die Einzelpolsohaltung eine genauere Beobachtung des Schaltvorgangs der einzelnen Geräte ermöglicht.
• Eine Gegenüberstellung der beschriebenen Funktionsabläufe für Figur 1 und Figur 2 zeigt, daß der unterschiedliche Ablauf - ger meinsamer Anlauf mit Anlaufdämpfung aus den Enstellungen - nacheinander erfolgender ungedämpfter Anlauf der Einzelpole aus der Laufstellung - durch die Stellung der Hilfsschalter X, Y und Z vorgegeben wird. Die Hilfsschalterkontakte xl, yl und zl überbrücken die zugehörigen Dämpfungswiderstände N, 0 und P nur in der Laufstellung, während in den beiden Endstellungen "Ein" und "Aus" diese DMmpfungswiderstände wirksam werden. Ebenso geben die Hilfsschalterkontakte x2, y2 und z2 die Steuerung für den nachfolgenden Schalterpol erst dann frei, wenn sich der im Schaltungsablauf davorliegende Schalterpol in einer der beiden Endstellungen "Ein" bzw. "Aus" befindet. Die Schützkontakte rl und 11 stellen sicher, daß bei anstehendem Befehl durch den Taster K der Befehl für die nachfolgenden Schalterpole auch dann aufrechterhalten bleibt, wenn der vorhergehende Schalterpol sich in der Laufstellung befindet und somit die Kontakte x2 und y2 geöffnet sind.
• Die im vorstehenden beschriebenen Abläufe der Schalthandlungen entsprechen in ihrem Funktionsablauf den ebenfalls möglichen Schaithandlungen "Aus-Schaltung aus der Stellung "Ein" und "Aus"-Schaltung aus der Stellung "Lauf", mit dem Unterschied, daß in diesem Falle die Befehlsgabe durch den Taster L erfolgt und daß hier die Schalterpole in der Reihenfolge Pol C, Pol B und Pol A in die Stellung "Aus" einlaufen. Die zugehörigen Motorantriebe F, E, D werden dabei durch die Steuerschütze V, U, T angestsuert,wobei die einzelnen Strompfade durch die zugehörigen Kontakte vl bis v3, ul bis u3 und tl bis t3 freigegeben werden. Die Freigabe für den nachfolgenden Motorantrieb erfolgt dabei durch die Hllfsschalterkontakte z3 und y3, während die Abschaltung in der Endstellung durch die Kontakte z5, y5 und x5 erfolgt.
• Die beschriebenen Schaltungsanordnungen stellen nur beispiele für die praktische Ausführung des Erfindungsgedankens dar.- Andere Ausführungen sind denkbar, insbesondere solche, die kontaktionse Schaltelemente beinhalten.

Claims (8)

A n s p r ü c h e

1.) Anordnung zur Steuerung von mehrpoligen Trennschaltern mit Einzelpolantrieb d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei Unterbrechung der an sich Spolig - gleichzeitigen Schaltbewegung in einer Zwischenstellung, die Schaltbewedung automatisch in einer lpoligen Folgeschaltung zu Ende geführt wird.

2) Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, aa. in der je Pol vorhandenen Antriebseinheit mindestens 1 Schütz und I Hilfsschalter vorhanden sind, den Kontakte die automatische änderung der Steuerungsanordnung Seln Übergang von einer Endstellung in die Zwischenstellung be-lrken.

3) Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß von den in den Antriebseinheiten vorhandenen Schaltgliedern je Antrieb nicht mehr als 4 Kontakte benötigt werden.

4) Anordnung nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Antrieben der einzelnen Pole nicht mehr als 5 verbindungsleitungen benötigt werden.

5) Anordnung nach einen oder nehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dR die lpolige Folgeschaltung in "sin"-Richtung die umgekehrte Polfolge hat, wie in "Aus"-Richtung.

6) Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Änderung der Steuerungsanordnung in den Bereichen der Antriebsbewegung erfolgt. in denen sich das Schaltgerät noch nicht oder nicht mehr bewegt.

7) Anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung in tlen Endstellungen der Anlaufstrom des Antriebsmotors durch einen Widerstand im Ankerstromkreis gedämpft wird, während bei einer Betätigung aus einer Zwischenstellung der Anlauf der Antriebsmotoren ungedämpft mit vollem Drehmoment erfolgt.

8) Anordnung nach einet oder mehreren der vorstehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein kurzzeitiger Steuerbefehl durch eine Selbsthalteschaltung aufrecht erhalten wird, bis das Schaltgerät die Endstellung erreicht.

L e e r s e i t e