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Lastumschalter für Stufentransformatoren Die Erfindung betrifft einen
Lastumschalter für Stufentransformatoren, der nach dem Prinzip der Fahnenschaitung
arbeitet und bei dem die Umschaltung von einer Spannungsstufe zur anderen mit Hilfe
von Vakuumschaltröhren vorgenommen wird.
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Es sind bereits tastumschalter dieser Art bekannt geworden, bei denen
die mechanischen Haupt- und Widerstandskontakte durch Vakuumschaltröhren ersetzt
wurden, so-daß pro Phase insgesamt vier Vakuumschaltröhren erforderlich waren. Ein
solcher Lastumschalter ist sehr aufwendig, da die Befestigung der Vakuumschaltröhren
mit großer Sorgfalt erfolgen muß, um Beschädigungen und eine damit verbundene Verschlechterung
des Vakuums zu vermeiden. Weiterhin ist für den Einbau der Vakuumschaltröhren erheblich
mehr Platz erforderlich als für mechanische Kontakte, so daß ein solcher Lastumschalter
der o.g. Art innerhalb des Transformators erheblich mehr Platz beansprucht als ein
normaler Lastumschalter. Schließlich sind die Vakuumschaltröhren selbst relativ
teuer, so daß die Vorteile, die sich durch die Verwendung derartiger Schaltelemente
ergeben, zum Teil wieder aufgehoben werden.
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Bei einer anderen bereits vorgeschlagenen Regeleinrichtung erfolgt
die Umschaltung von einer Stufe zur anderen mit Hilfe einer einzigen Vakuumschaltröhre,
zu der ein Überschaltwiderstand parallel geschaltet ist. Mit Hilfe zweier mechanischer
Umschalter werden nacheinander zunächst der Überschaltwiderstand und anschließend
die Vakuumschaltröhre mit der neu einzustellenden Spannungsstufe verbunden. Der
mit der Vakuumschaltröhre in Reihe liegende Umschalter arbeitet hicrbei spannungslos,
da vorher der Kontakt der Vakuumschaltröhre geöffnet wird.
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Dieser Lastumschalter ist zwar hinsichtlich seines Aufbaus relativ
einfach, hinsichtlich seiner Leistungsfähigkeit sind ihm jedoch nach obenGrenzen
gesetzt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, untcr Verwendung von
Vakuumschaltröhren einen Lastumschalter für Stufentransformatoren zu schaffen, wobei
die oben geschilderten Probleme und Schwierigkeiten gelöst bzw. umgangen werden
und wobei gleichzeitig die Einsatzmöglichkeit von mit Vakuumschaltröhren bestückten
Lastumschaltern erweitert wird. Die Erfindung schlägt hierzu einen nach dem Prinzip
der Fahnenschaltung arbeitenden, mit Vakuumschaltröhren bestückten Lastumschaiter
für Stufentransformatoren vor, mit dem Kennzeichen, daß zwei Vakuumschaltröhren
vorgesehen sind, von denen die eine die Unterbrechung im Haptstrompfad, die zweite
die Unterbrechung im Widerstandsstrompfad bewirkt und denen je ein als Umschalter
ausgebildeter mechanischer Hilfsschalter vorgeschaltet ist, die die Vakuumschaitröhren
in der Weise stcuern, daß sie sich bei aufeinanderfolgenden Lastumschaltungsvorgängen
hinsichtlich ihrer Schaltfunktionen ablösen und daß parallel zu jeder Reihenschaltung
einer Vakuumschaltröhre mit dem vorgeschalteten Hi)fsschalter je ein weiterer als
Umschalter ausgebildeter mechanischer Hilfsschalter vorgesehen ist, wovon der eine
den Widerstandsstrompfad, der andere den Hauptstrompfad schließt. Auch die mechanischen
Hilfsschalter, die die Haupt- bzw. die Widerstandsstrompfade schließen, lösen sich
hinsichtlich ihrer Schaltfunktion bei aufeinanderfolgenden Lastitmschaltungsvorgängen
gegenseitig ab. Sie sind dabei so angeordnet, daß der jeweils im Hauptstrompfad
liegende zu dem im Widerstandsstrompfad
liegenden Hilfsschalter
parallel geschaltet ist.
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Die Hilfsschalter, die den Vakuumschaltröhren vorgeschaltet sind und
die deren Umschaltung vom Widerstands- auf den Hauptstrompfad und umgekehrt bewirken,
werden stromlos betätigt.
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Bei hohen Schaltleistungen wird die Löschung im Hauptstrompfad am
Vakuumschaltrohr in die Mittelstellung hineinverlegt, d.h. die Löschung erfolgt
erst dann, wenn der Umschalter im Hauptstrompfad (bezogen auf die Ausgangsstellung)
nach vollzogener Umschaltung den Widerstandsstrompfad bereits geschlossen hat, die
Löschung im Widerstandsstrompfad am Vakuumschaltrohr wird erst dann vollzogen, wenn
der Umschalter im Widerstandsstrompfad (bezogen auf die Ausgangsstellung) den Hauptstromkreis
geschlossen hat.
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Durch die Löschmöglichkeiten am Vakuumschaltrohr im Hauptstrompfad
und am Vakuumschaltrohr im Widerstandsstrompfad können bei max. Belastungen hohe
Schaltleistungen geschaltet werden.
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Die Betätigung des erfindungsgemäßen Lastumschalters kann mit Hilfe
eines zentralen Kraftspeichers erfolgen, ebenso können auch Einzelkraftspeicher
vorgesehen sein; die den beiden Vakuumschaltröhren und den vier mechanischen Hilfsschaltern
zugeordnet sind und die sich entsprechend der Reihenfolge der Schaltvorgänge gegenseitig
auslösen.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Lastumschalters wird nachstehend
anhand der Figuren 1-11 näher erläutert. Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Lastumschalter,
der aus den beiden Vakuumschaltröhren 1 u. 2, den mechanischen Hilfsschaltern 3,
4, 5 und 6 sowie den Überschaltwiderständen 7 u. 8 besteht.
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In Fig. 1 ist die Spannungsstufe A der Stufenwicklung 9 über den nicht
gezeichneten Wähler und den erfindungsgemäßen Lastumschalter mit dem Sternpunkt
verbunden. Der Umschaltvorgang von Stufe A zii Stufe B wird durch das Öffnen des
Hilfsschaiters 5 eingeleitet (Fig.2). In Fig. 3 hat der Vakuumschalter 1 den Hauptstrompfad
unterbrochen, in Fig. 4 ist durch das Schließen des Schalters 5 die Mittelstellung
des Lastumschaltvorganges erreicht. Wihrend der Mittelstellung wird durch das Umschalten
des
Hilfsschalters 3 die Vakuumschaltröhre 1 mit dem Überschaltwiderstand 8 in Reihe
gelegt (Fig.5), die Vakuumschaltröhre 1 geschlossen (Fig.6) und der mechanische
Hilfsschalter 6 geöffnet (Fig.7). Durch das Öffnen der Vakuumschaltröhre 2 (Fig.8)
wird der Widerstandsstromfpad, in dem der Widerstand 7 in Reihe liegt, unterbrochen
und damit die Mittelstellung des Lastumschaltvorganges beendet. In Fig. 9 ist durch
das Schließen des Schalters 6 die neue Spannungsstufe B erreicht. Die abschließenden-
Phasen des Lastumschaltvorganges zeigen die Figuren 10 u. 11, 1 wo einmal durch
das Umschalten des Hilfsschalters 4 die Vakuumschaltröhre 2 mit der Spannungsstufe
B verbunden und schließlich die Schaltstrecke der Vakuumschaltröhre 2 wieder geschlossen
wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Lastumschalter erfolgen die Stromunterbrechungen
ausschließlich durch das Betätigen der Vakuumschaltröhren 1 u. 2, so daß an die
mechanischen Hilfsschalter 3, 4, 5 u. 6 keiner]ei besondere Anforderungen hinsichtlich
ihrer Schaltgeschwindigkeit und der Schaltleistung gestellt werden. Da sich die
beiden Vakiiumscha] tröhren 1 11. 2 zur Lastumschaltung als Haupt- und Widerstandkontakt
gegenseitig ablösen, werden beide Vakuumschaltröhren stets gleichmäßig l)elastet,
was sich einmal auf die gesamte Lebensdauer des Tastumschalters günstig auswirkt
und des weiteren einen völlig symmetrischen Aufbau des Lastumschalters ermöglicht.
die bereits erwähnt, können die der Umschaltung der Vakuumschaltröhren dienenden
mechanischen Hilfsschalter 3 u. 4 im Kurzschlußfalle als Löschhilfe wirksam werden,
so daß auch im Kurzschlußfalle eine Überbeanspruchung der Vakuumschaltröhren vermieden
wird. Der Auslösezeitpunklt der Schalter 3 ii. 4 und damit der Umschaltung der Vnlcutimschal
tröhren äßt sich in gewissen Grenzen variieren 1 so daß sich je nach den Betriebsbedingungen
die günstigsten Löschverhältnisse erreichen lassen.