DE2359628C3 - Wender zum Umschalten der Fein- oder Grobstufenwicklung eines mit einem Stufenschalter ausgerüsteten Transformators - Google Patents

Description

Beim Umschalten von Feinstufenwicklungen mittels Wender oder, wenn die Einstellung der betreffenden Wicklungsstufe mittels Grob- und Feinstufenwicklung erfolgt, beim Umschalten des Grobwählers ist die Feinstufenwicklung während des Umschaltvorganges des Wenders kurzzeitig von der Stammwickiung bzw. von der Grobstufenwicklung vollständig getrennt. Die Feinstufenwicklung nimmt dann ein Potential gegen Erde an, das sich aus den Kapazitäten zwischen der Feinstufenwickung und Erde bzw. zwischen der Feinstufenwicklung und Nachbarwicklung sowie aus dem mittleren Potential der Nachbarwicklung ergibt. Weicht das sich so nach Unterbrechung des Wenders bzw. Grobwählers in der Feinstufenwicklung ergebende Potential wesentlich von dem bei geschlossenem Kontakt vorhandenen Potential ab, so können beim Öffnen bzw. Schließen der Vorwähler- bzw. Wenderkontakte Entladungen auftreten. Übersteigen diese Entladungen eine bestimmte Intensität, so führen sie zu einer unerwünschten Gasentwicklung infolge einer entsprechenden Ölzersetzung.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 13 992 ist zum Umschalten der Feinstufenwicklung eines Transformators bekannt geworden, die FeinstUi'enwicklung mit Wicklungsanzapfungen für zwei Stufenwähler auszurüsten, die beide unabhängig voneinander oder auch gegensinnig geschaltet werden können. Hierdurch ist eine freizügige und weitgehend kontinuierliche Umschaltung des Wicklungssinnes der Feinstufcnwicklung möglich, allerdings müssen dafür zwei für die Schaltung des Laststromes ausreichend bemessene Stufenschalter vorgesehen werden.

Außerdem ist es aus der deutschen Auslegeschrift 18 02 871 bekannt, bei einem Wender zur Umschaltung der Feinstufenwickluqg die beim Umschalten autretenden Entladungen dadurch zu vermindern, daß Vorkontakte vorgesehen werden, die zunächst eine über einen Dämpfungswiderstand führende Verbindung zwischen der Feinstufenwicklung und der übrigen Wicklung des Transformators herstellen. Trotzdem ergibt sich aber während des Umschaltvorganges ein Potential für die Feinstufenwicklung, das sich frei entsprechend den Kapazitäten gegenüber den anderen Wicklungen und gegenüber Erde einsteilen kann und das einen Ausgleichstrom über den Dämpfungswiderstand zur Folge hat Die auftretenden Entladungen können daher durch eine derartige Anordnung vermindert, aber nicht in allen Fällen auf ein Minimum abgesenkt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wender der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art (vergl. DE-OS 15 13 992, Fig. 5) so auszubilden, daß bedingt durch kapazitive Ströme während des Umschaltens keine nennenswerten Verlagerungsspannungen der Feinstufenwicklung gegenüber den anderen Wicklungen auftreten. Außerdem ergibt die der Erfindung zugrunde liegende neue Anordnung äußerst geringe Ausgleichsströme bei .auftretenden Stoßspannungen, da immer nur ein kleiner Teil der Wicklung durch den beweglichen Wenderkontakt über Anlenkwiderstände kurzgeschlossen ist

Diese Aufgabe wird bei einem Wender nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die im Kennzeichen erläuterten Merkmale gelöst.
Die Erfindung, deren Wirkungsweise und weitere erfinderische Einzelheiten werden im nachstehenden an Hand einiger schematisch dargestellter Schaltungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Anordnung mit fünf Anlenkwiderständen, Fig.2 eine Anordnung mit sieben im Bereich der

•*o Feinstufenwicklung vorgesehenen Anlenkwiderständen, Fig.3 einige Beispiele für die Anordnung der

Anlenkwiderstände bei Feinstufenwicklungen mit + und —9, ± 11 und ± 13 Stufen.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, sind zwischen den beiden feststehenden, mit dem Anfang und Ende der Feinstufenwicklung 31 leitend verbundenen Wenderkontakten 5, 6 mehrere Hilfskontakte angeordnet, und zwar im Falle der F i g. 1 die Hilfskontakte 10,11,12,13, 14 und im Falle der Fig.2 die Hilfskontakte 10-16.

so Selbstverständlich können auch noch weitere Hilfskontakte vorgesehen werden. Die Hilfskontakte sind jeweils über einen Widerstand 17,18,19,20 und 21 bzw. im Falle der F i g. 2 über die jeweiligen Widerstände 17—23 an unterschiedliche, aber stetig zunehmende Potentiale längs der Feinstufenwicklung 31 angelenkt. Beim Umschalten des beweglichen Wenderkontakts 4 vom feststehenden Wenderkontakt 5 auf den feststehenden Wenderkontakt 6 werden nacheinander unterbrechungslos die einzelnen Hilfskontakte 17—21 bzw. 17—23 ein- und wieder ausgeschaltet. Damit ergibt sich im Falle der Schaltung gemäß F i g. 1 folgende Schaltfolge: In der Ausgangsstellung ist der nicht dargestellte Lastumschalter über den Wählerkontakt 30 mit dem Ende 32 der Stammwicklung verbunden und der bewegliche Wenderkontakt 4, der über eine Verbindungsleitung 32 ebenfalls mit der Stammwicklung 1 in leitender Verbindung steht, ist an den feststehenden Wenderkontakt 5 leitend angeschlossen.

Beim nächsten Schritt überbrückt der bewegliche Kontakt 4 die beiden Kontakte 5 und to, d, h., die Kontakte 5 und 10 sind mit dem beweglichen Kontakt 4 leitend verbunden (gestrichelt angedeutet), dann folgt die Verbindung des Hilfskontakts 10 ausschließlich mit dem beweglichen Wenderkontakt 4, anschließend sind die Hilfskontakte 10 und 11 überbrückt und mit dem beweglichen Kontakt 4 elektrisch leitend verbunden usw. In bestimmten Fällen kann es durchaus auch vorteilhaft sein, die Schaltfolge so zu wählen, daß kurzzeitig auch drei oder noch mehr räumlich nebeneinanderliegende Hilfskontakte miteinander verbunden sind. Das heißt beispielsweise, kurz vor der öffnung bzw. Freigabe des Hüfskontakts 5 durch den beweglichen Wenderkontakt 4 können etwa die Hilfskontakte 5,10 und 11 miteinander verbunden sein. Für die Schaltanordnung nach Fig.2 ergibt sich sinngemäß dieselbe Schaltfolge.

Die Voneile der erfindungsgemäßen Schaltanordnungen sind somit insbesondere folgende:

Während der Überbrückung zweier benachbarter Hilfskontakte ist jeweils nur ein Teil der Feinstufenwicklung 31 kurzgeschlossen, folglich fließt über den bzw. die in diesem Kreis vorhandenen Widerstände ein verhältnismäßig kleiner Ausgleichstrom. Das bedeutet, daß diese Widerstände verhältnismäßig sehr niederohmig sein können. Entsprechend den kleinen Ohmwerten dieser Anlenkwiderstände entsteht an diesen auch nur ein verhältnismäßig kleiner Spannungsabfall durch den über sie fließenden kapazitiven Ladestrom der Feinstufenwicklung, so daß das mittlere Potential der Feinstufenwicklung nur sehr geringfügig vom Potential des beweglichen Wenderkontakts 4 abweicht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der Unterbrechung an den einzelnen Hilfskontakten auch von der in die gesamte Feinstufenwicklung induzierten betriebsfrequenten Spannung nur ein Bruchteil entsprechend dem Spannungsanteil zwischen den betreffenden Anzapfungen auftritt. Je kleiner die Potentialdifferenzen zwischen den einzelnen Hilfskontakten gewählt werden, d. h., je mehr Hilfskontakte vorhanden sind, desto niederohmiger können die einzelnen Anlenkwiderstände sein und um so geringer ist die Funkenbildung und die Gasentwicklung bei den einzelnen Schaltschritten.

Durch geeignete Wahl der Zahl der Hilfskontakte und der Zahl der Anlenkwiderstände einschließlich deren Widerstandswerte läßt sich eine nach den Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung ausgelegte Schaltung den verschiedensten Bedingungen optimal anpassen. Da sich die in die Feinstufenwicklung induzierte betriebsmäßige Spannung und die durch den kapazitiven Ladestrom verursachten Spannungsabfälle in den Anlenkwiderständen überlagern, kann es vorteilhaft sein, däf einzelnen Anlenkwiderstände mit unterschiedlichen Ohmwerten auszuführen. Des weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, als Anlenkpunkte für die einzelnen Anlenkwiderstände die Anzapfungen bzw. einen Teil der Anzapfungen der Stufenwicklung zu wählen, welche zu den Kontakten des Feinwählers im Stufenschalter geführt und daher ohnehin vorhanden sind. Schließlich können die Anlenkwiderstände auch als komplexe Widerstände ausgebildet sein.

Nach der Erfindung wird angestrebt, daß die zwischen den einzelnen Anlenkkontakten auftretenden Potentialdifferenzen insbesondere bei Beanspruchung der Wicklung mit Stoßspannung möglichst gleichmäßig groß sind. Das bedeutet, daß die Lage der über Widerstände mit den Anlenkkontakten verbundenen Anzapfpunkte der Wicklung so gewählt wird, daß

zwischen den einzelnen Anzapfungen etwa gleich große Potentialdifferenzen bei Stoßspannung auftreten. Da im allgemeinen bei Stoßspannung am Wicklungseingang eine ungleichmäßigere Spannungsverteilung besteht als im Bereich der Wicklungsmitte, können die Anzapf-ο punkte in der Wicklungsmitte räumlich weiter auseinanderliegen als an den beiden Wicklungsenden. Nach diesen Gesichtspunkten aufgebaute Schaltungen zeigt die F i g. 3.
Wie aus F i g. 3a, die eine Schaltanordnung mit + und —9 Stufen zeigt, zu entnehmen ist, kann es beim Abfahren des beweglichen Wenderkontakts 4 vom letzten Kontakt 5 bzw. 6 kurz nach der Kontakttrennung zu Rückzündungen kommen, die verhältnismäßig kräftig sein können, da in diesem Falle die Kapazität der Feinstufenwicklung 31 ungedämpft umgeladen wird. Um diese ungedämpften Rückzüuiungen weitestgehend zu vermeiden, ist darauf zu achsen, daß beim Umschalten vom feststehenden Kontakt 5 auf den ersten Hilfskontakt 10 eine möglichst kleine Pofentialdifferenz auftritt. Dies ist bei der Schaltanordnung gemäß f i g. 3a dadurch erreicht, daß der Hilfskontakt 10 und damit die entsprechende Anzapfung der Feinstufenwicklung über einen Widerstand 17 unmittelbar mit dem Kontakt 5 verbunden ist, so daß als Potentialdifferenz zwischen den Punkten 5 und 10 lediglich der Spannungsabfall durch den kapazitiven Ladestrom im Widerstand 17' auftritt Zur weiteren Verminderung der Potentialdifferenzen kann der Widerstand 17' niederohmiger sein als die weiter innen an die Feinstufenv/icklung 31 angelenkten folgenden Widerstände.

Auch bei Anlenkung des dem Widerstand 17' entsprechenden Widerstands 18 an die Wicklung 31 selbst, wie dies die F i g. 3b—3e zeigen, ist es vorteilhaft, die zwischen dieser Anzapfung und dem benachbarten Wicklungsende liegende Windungszahl möglichst klein zu wählen und den Ohmwert des Widerstands 18 ebenfalls möglichst gering zu halten. Im Falle der F i g. 3a fehlen in der kontinuierlichen Hilfskcntaktfolge die Hilfskontakte 12, 14, 15 und 17, wodurch sich eine entsprechende räumliche Versetzung der Anzapfungen und damit eine günstige Potentialaufteilung ergibt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3b fehlen die beiden Anzapfungen im Mittenbereich der Feinstufenwicklung 31, so daß die zugehörigen Hilfskontakte 14, 15 in der Kontaktbahn entfallen.

Im Falle der Schaltanordnung nach Fig.3c sind den Hilfskontakten 13 und 16 keine Anzapfungen an der Fsinitutenwicklung zugeordnet. Bei der mit ± 11 Stufen versehenen Feinstufenwicklung, wie sie Fig.3d veranschaulicht, fenlen in der kontinuierlichen Reihenfolge die Hilfskontakte 12,14,17 und 19 bzw. die diesen zugeordneten Anzapfungen der Feinstufenwicklung 31. Eine günstige Spannungsaufteilung ergibt sich auch bei einer Schaltanordnung gemäß F i g. 3e dadurch, daß im Mittenbereich der Feinstufenwicklung 31 zwei Hilfskontakte (16, 17) bzw. die entsprechenden Anzapfungen entfallen und nach oben und unten bezogen auf die Grundstufung nur jede zweite Anzapfung zu einem Hilfskontakt geführ: ist; d.h., die Hilfskontakte 12, 14 und 19,21 sind gewissermaßen nicht besetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Wender zum Umschalten der Fein- oder Grobstufenwicklung eines mit einem Stufenschalter ausgerösteten Transformators, bei dem die Feinstufenwicklung außer den Anzapfungen für einen Stufenwähler eine Anzahl weiterer, unterschiedliches Potential aufweisender Wicklungsanzapfungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Wicklungsanzapfungen über Widerstände (17 bis 29) mit Hilfskontakten (10 bis 22) verbunden sind, daß die Hilfskontakte (10 bis 22) zwischen feststehenden Wenderkontakten (5, 6) des die Feinstufenwicklung laststromlos umschaltenden Wenders so angeordnet sind, daß sie eine Kontaktbahn für einen beweglichen Wenderkontakt (4) bilden, und daß die Hilfskontakte (10 bis 22) und der bewegliche Wenderkontakt (4) so ausgebildet sind, daß in jeder Stellung des beweglichen Wenderkontaktes eine Verbindung zu mindestens einem der Hilfskontakte (10 bis 22) oder einem der feststehenden Wenderkontakte (5,6) besteht.

2. Wender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungen im Mittenbereich der Feinstufenwicklung (31) räumlich weiter auseinanderliegen als an den beiden Wicklungsenden.

3. Wender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (17 bis 29) unterschiedliche Ohmwerte besitzen.

4. Wender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anlenkpunkte für die einzelnen Widerstände (17 bis 29) wenigstens ein Teil der ohnehin vorhandenen Anzapfungen der Feinstufenwicklung benutzt sind.