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Schaltungsanord.nunc zum unterbrechungslosen Lastuinschalten bei
Stufentransformatoren.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum unterbrechungslosen
Lastumschalten bei Stufentransformatoren mit zwei Hauptvakuumschaltelementen. Eine
Ausführungsform der Hauptpatentanmeldung besteht in der direkten Verbindung der
Ausgänge der Hauptvakuumschaltelemente mit der Ableitung an das Netz und dem beweglichen
Kontakt eines einfachen Umschalters, der in Grundstellung das jeweils geschlossene
Hauptvakuumschaltelement kurzschließt und dessen beide Kontakte während der Umschaltungen
geöffnet sind. Bei dieser Anordnung ist gemäß der Hauptpatentanmeldung vorgesehen,
daß jedem Hauptvakuumschaltelement ein im Normalfall im stromlosen Zustand betätigter,
jedoch auch zum Schalten des Nennstromes der Schaltungsanordnung ausgelegter Ein-Aus-Schalter
vorgeschaltet ist, der gemäß dem
vorgegebenen Schaltprogramm kurz
vor dem Schließen des ihm zugeordneten Hauptvakuumschaltelementes schließt und kurz
nach dem Öffnen dieses Hauptvakuumschaltelementes öffnet.
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Die Aufgabe der Ein-Aus-Schalter besteht darin, in Grundstellung das
zugehörige Hauptvakuumschaltelement spannungsmäßig zu entlasten und vorteilhafterweise
beim Versagen desselbein die Lastumschaltung zu übernehmen. Durch den hierbei dann
im Schalterkessel-Öl zwischen den Kontakten des Ein-Aus-Schalters auftretenden Lichtbogen
wird Gas gebildet, das zur Schadensanzeige ausgenützt wird. Die Ein-Aus-Schalter
sind dabei so auszulegen, daß sie als Trennschalter wirken, vorteilhafterweise aber
auch den Nennstrom zu unterbrechen vermögen.
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Diese Anordnung arbeitet infolge des Hinzufügens der Ein-Aus-Schalter
mit sehr großer Betriebssicherheit und kann demzufolge auch zum Stufenschalten der
größten bisher in Transformatoren auftretenden Leistungen verwendet werden. Durch
die gemäß der Hauptpatentanmeldung vorgesehene Parallelschaltung von je einem Hilfsvakuumschaltelement
in Reihe mit einem Überschaltwiderstand zu jedem der beiden Hauptvakuumschaltelemente
ist diese Anordnung jedoch auch verhältnismäßig aufwendig, so daß ihr Einsatz bei
mittleren und kleineren Schaltleistungen unwirtschaftlich ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung
nach der Hauptpatentanmeldung ohne wesentliche Beeinträchtigung der erzielten Funktionstüchtigkeit
zu vereinfachen, insbesondere die Anzahl der erforderlichen Bauteile zu verringern.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß lediglich einem
der beiden Hauptvakuumschaltelemente ein.
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in Reihe mit einem Überschaltwiderstand liegendes Hilfsvakuumschaltelement
parallel geschaltet ist.
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Durch diese Maßnahme wird zwar die mit der Schaltungsanordnung maximal
erreichbare Schaltleistung geringfügig vermindert, andererseits jedoch sinkt der
Aufwand infolge der Verwendung nur noch eines Hilfsvakuumschaltelementes ganz erheblich.
Aufgrund der hohen Überstromsicherheit von Vakuumschaltelementen können jedoch trotzdem
praktisch alle im vorgesehenen Anwendungsgebiet tatsächlich auftretenden Schaltleistungen
mit der vereinfachten Schaltungsanordnung beherrscht werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß auch dem Hilfsvakuumschaltelement ein im Normalfall stromlos betätigter zum
Schalten des Nennstromes der Schaltungsanordnung ausgelegter mechanischer Ein-Aus-Schalter
vorgeschaltet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert.
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Wählerarme W1 und W2 liegenden an Stellungen n und n+l einer Stufenwicklung
Ust eines nicht näher dargestellten Transformators. Der Wählerarm W1 ist über einen
Ein-Aus-Schalt er S1 mit einem Hauptvakuumschaltelement V1 und über eine Verbindungsleitung
L1 mit dem Festkontakt 1 eines Umschalters Un verbunden. Analog hierzu ist der Wählerarm
W2 über einen Ein-Aus-Schalter S2 an ein Hauptvakuumschaltelement V21 und über eine
Verbindungsleitung L2 an den Festkontakt 2 des Umschalters Un angeschlossen. Die
Ausgänge der Hauptvakuumschaltelemente V1 und V21 sowie der bewegliche
Kontakt
des Umschalters Un sind untereinander und mit einer Ableitung IL elektrisch fest
verbunden.
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Parallel zu dem Ein-Aus-Schalter S2 und dem Hauptvakuumschaltelement
V21 ist eine Reihenschaltung aus einem Uberschaltwiderstand r und einem Hilfsvakuumschaltelement
V22 vorgesehen.
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In der Zeichnung ist die Grundstellung der Schaltongsanordnung dargestellt,
bei der der Laststrom vom Wählerarm W1 zur Lastleitung IL fließt. Dabei liegt der
bewegliche Kontakt des Umschalters Un ah dem festen Kontakt 1, so daß der Ein-Aus-Schalter
S1 sowie das Vakuumschaltelement V1 über die Verbindungsleitung L1 kurzgeschlossen
und strommäßig entlastet sind. Gleichzeitig sind das Hauptvakuumschaltelement V21
und das Hilfsvakuumschaltelement V22 geöffnet, wobei ersteres durch den ebenfalls
geöffneten Ein-Aus-Schalter S2 spannungsmäßig entlastet ist. Eine spannungsmäßige
Entlastung des in Reihe mit dem Uberschaltwiderstand r liegenden Hilfsvakuumschaltelementes
V22 ist nicht zwingend erforderlich, weil nach einem möglichen Durchschlag der geöffneten
Kontakt strecke als Folge einer Überspannung im Stufentransformator der Strom durch
den Überschaltwiderstand r begrenzt ist und erfahrungsgemäß von selbst im nächsten
Stromnulldurchgang erlischt.
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Zur Einleitung einer Umschaltung wird zunächst der bewegliche Kontakt
des Umschalters Un in die gestrichelt dargestellte Mittelstellung gebracht. Dadurch
wird die Verbindungsleitung L1 stromlos, denn der Laststrom kann nunmehr nur über
den Ein-Aus-Schalter S1 und das Vakuumschaltelement VI zur Ableitung ILgelangen.
Nunmehr wird das Hilfsvakuumschaltelement
V22 geschlossen und dadurch
ein von der Stufenspannung zwischen den Wählerarmen W1 und W2 getriebener, in seiner
Größe durch den Überschaltwiderstand r festgelegter Ausgleichsstrom eingeschaltet.
Unmittelbar darauf werden nacheinander das Hauptvakuumschaltelement V1 und der Ein-Aus-Schalter
S1 geöffnet, so daß die Ableitung 1L nur über die Reihenschaltung aus dem Hilfsvakuumschaltelement
V22 und den Überschaltwiderstand r mit dem Wählerarm W2 verbunden ist. Nunmehr können
nacheinander auch der Ein-Aus-Schalter S2 und das Hauptvakuumschaltelement V21 geschlossen
werden, so daß sie durch Kurzschließen des Überschaltwiderstandes r und des Hilfsvakuumschaltelementes
V22 den Laststrom übernehmen. Schließlich wird das nun stromlos gewordene Hilfsvakuumschaltelement
V22 geöffnet und der bewegliche Kontakt des Umschalters Un an den festen Kontakt
2 gelegc. Damit wird der Laststrom von der Verbindungsleitung L2 übernommen, so
daß auch das Vakuumschaltelement V21 strommäßig entlastet ist.
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Die folgende Umschaltung erfolgt unabhängig von der Schaltrichtung
in entsprechender Weise, indem nach dem Öffnen des Umschalters Un das Hilfsvakuumschlltelement
V22 den Laststrom übernimmt, bevor dieser auf das Hauptvakuumschaltelement V umgelegt
wird. Dabei führt das Hilfsvakuumschaltelement V22 diesmal am Ende seiner Schließzeit
den oben angegebenen Ausgleichsstrom.
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Um die Masse des Überschaltwiderstandes r so klein wie möglich halten
zu können, werden dessen Einschaltzeiten so kurz wie nur möglich gehalten.
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Die Verbindungsleitungen L1 und L2 sowie der Umschalter Un dienen
lediglich zur strommäßigen Entlastung des jeweils geschlossenen Hauptvakuumschaltelementes
V1 bzw. V21 und können auch entfallen. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn
die einzelnen Umschaltungen sehr kurz aufeinander folgen.