DE2647302A1 - Transformator mit einer hauptwicklung und einer anzapfungen aufweisenden einstellwicklung - Google Patents

Description

• TranSformator mit einer Hauptwicklung und einer
• Anzapfungen aufweisenden Einstellwicklung Die Erfindung bezieht sich auf Transformatoren mit einer Hauptwicklung und einer Anzapfungen aufweisenden Einstellwicklung, wobei die Einstellwicklung durchgehend zu- und gegenschaltbar bzw. umkehrbar oder im Falle der Verwendung einer uaschaltbaren Grobstufe umlenkbar ist.
• Bei einer bekannten Einrichtung zur stufenlosen Regelung der Spannung eines Anzapftransformators besitzt die Unterspannungswicklung eine Anzahl inzapfungen, von denen Jede über einen zugeordneten Wåhlerkontakt zun einen auf eine Gegenparallelschaltung zweier stetig steuerbarer Ventile und zum anderen über Je einen sweiten zugeordneten iahlerkontakt auf eine Gegenparallelschaltung zweier weiterer Ventile schaltbar ist. Dabei werden mittels einer besonderen Steuereinrichtung die Wählerkontakte Jeweils nur dann geöffnet oder geschlossen, wenn die zugehörigen gegenparallel geschalteten Ventile gesperrt sind und die anderen gegenparallel geschalteten Ventile Jeweils stromdurchlässig sind (CH-PS 400 315).
• Diese Regeleinrichtung ermöglicht es, bei Stufenschaltern den Lastumschalter wegzulassen und dabei trotzdem die Stufenwählerkontakte stromlos zu schalten. Die Anwendung der gegenparallelen gesteuerten Ventile gestattet gleichzeitig eine stetige Regelung von einer Stufe zur anderen.
• Die bekannte Regeleinrichtung weist Jedoch insofern einige Unzulänglichkeiten auf, als beispielsweise die Stufenwählerkontakte trotz stromlosen Schaltens einer permanenten Kontaktabnutzung unterliegen und, da sich der Wähler ii Kessel des Transformators unter öl befindet, durch den Abrieb der Wählerkontakte eine gewisse Olrerschmutzung unvermeidbar ist. Außerdem beansprucht der Stufenwähler mit dem zugehörigen Antriebsmechanismus relativ viel Platz im Kessel des Transformators.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltanordnung für Transformatoren mit einer Hauptwicklung und einer Anzapfungen aufweisenden Einstellwicklung zu finden, bei welcher auf Wähler und gegebenenfalls auch auf Wender einschließlich des zugehörigen Antriebsmechanismuses verzichtet werden kann und stationäre Schalter eingesetzt werden können, um Kosten, Wartungsarbeiten etc. zu sparen, Olverschmutzungen zu verhindern sowie die Betriebssicherheit zu erhöhen und den Platzbedarf zu verringern.
• Diese Aufgabe istdadurch gelöst, daß erfindungsgeiäß in die von den Anzapfungen der Einstellwicklung (Stufe wicklung) zum jeweils zugehörigen Potential der wicklungführenden Verbindungsleitungen Jeweils ein in beiden Durchlaßrichtungen wirksamer steuerbarer Halbleiterschalter eingeschaltet ist. Der Halbleiterschalter kann dabei Jeweils durch zwei antiparallel geschaltete Thyristoren oder durch ein Triac verk:,rpert sein und wird zweckmäßigerweise spannungsabhäll2ig ges eiiert.
• Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist die Schaltanordnung so ausgelegt, daß beim Umschaltvorgang von einer Stufe zur anderen der Qtromflußwinkel im vorher voll stromdurchflossenen Schalter abnimmt und der Stromflußwinkel in den Thyristoren bzw. im Triac des Schalters der angewählten Stufe zunimmt. Die Stromabnahme in einem sowie die Stromzunahme im anderen Schalter kann dabei stetig erfolgen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Schaltanordnung auch so ausgelegt sein, daß die Wicklung im Dreieck geschaltet ist und die Halbleiterschalter zwischen der jeweiligen Anschlußstelle des einen Wicklungsstrangs und der am Wicklungseingang des benachbarten Wicklungsstrangs angeordnet sind.
• Die kontaktlosen elektrischen Schalter bzw. die Halbleiterschalter können bei der vorgeschlagenen Ausführung des Transformators selbsttätig und/oder manuell ansteuerbar sein.
• Ferner ist nach einem weiteren Gedanken der Erfindung die Schaltanordnung so ausgelegt, daß der Wender durch zwei Halbleiterschalter ersetzt ist, wobei diese beiden Halbleiterschalter abwechselnd durchgeschaltet die Einstellwicklung zur Hauptwicklung zu- und gegenschalten.
• In den Fällen, in denen gewisse Kühlprobleme auftreten, können nach einem weiteren Gedanken der Erfindung die Halbleiterschalter mit einem geeigneten, gegebenenfalls auch verflüssigten Gas, beispielsweise Wasserstoff oder Helium, gekühlt werden und dementsprechend ausgestaltet sein.
• Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Figuren 1 - 4 näher erläutert.
• Die Prinzipschaltung gemäß Fig. 1 zeigt die Wicklung einer Phase des Anzapftransformators, welche aus der Hauptwicklung 1 und der Einstell- oder Stufenwicklung 2 gebildet ist. Zum Umlenken oder Umkehren der Einstell- oder Stufenwicklung 2 dient ein Wender 3. Die Anzapfungen der Einstell- oder Stufenwicklung 2 sind über die elektrischen Schalter S 1 - S 4 mit dem Sternpunkt zu de 4 des Anzapftransformators verbunden. Als elektrische Schalter S 1 - S 4 sind steuerbare Halbleiterschalter verwendet. Die Ansteuerung der jeweils gewählten Stufe (Triggerung) erfolgt beispielsweise mittelbar oder unmittelbar abhängig von der Höhe der Eingangsspannung (Primärspannung) und/oder von der Höhe der Ausgangsspannung (Sekundärspannung) des Transformators.
• In Figur 2 ist eine Prinzipschaltung der Einstell- oder Stufenwicklung 2 mit Lage der Anzapfungen bei Dreieckschaltung dargestellt.
• Figur 3 zeigt eine Prinzipschaltung mit an die Anzapfungen der Einstellwicklung 2 angeschlossenen Halbleiterschaltern in Form von Jeweils zwei antiparallel geschalteten Thyristoren.
• Die beiden Thyristoren T 1 und T 2 werden so gesteuert, daß für den einen Thyristor T 1 während der positiven Halbwelle der Wechselspannung Jeweils derselbe Stromflußwinkel gilt, wie für den anderen Thyristor T 2 während der negativen Halbwelle. Daher fließt bei Sinusverlauf der Wechselspannung und einem Stromflußwinkel von 1800 durch die Last ein Sinuswechselstrom.
• Im Falle der Verwendung eines Thyristorpaars als Wechselstromschalter, wie dies aus Figur 4 ersichtlich ist, ergibt sich die folgende Funktionsweise: Wenn der Schalter S offen ist, erhalten die beiden Thyristoren T 1 und T 2 keine Starterströme. Sie verbleiben daher im Sperrzustand.
• Bei geschlossenem Schalter S fließt im Falle eines solchen positiven AugenblickswF«rts der Wechselspannung, der höher ist als die Summe der Schleusenspannung der Diode D 1 und der Starterkatodenstrecke des Thyristors T 1, ein Strom durch die Diode D 1, den geschlossenen Schalter S, den Widerstand R und die Starterkatodenstrecke des Thyristors T 1. Sobald dieser Strom den zum Starten des Strondurchgangs erforderlichen Wert erreicht hat, ist der Thyristor T 1 durchgeschaltet. Entsprechendes gilt für die negative Spannungshalbwelle.
• Die vorliegende Erfindung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß in Jede Verbindungsleitung von einer Anzapfung zum betreffenden Potentialpunkt ein stationärer elektronischer Schalter eingesetzt ist, der selbsttätig und/ oder manuell spannungsabhängig ansteuerbar ist, wobei bein Umschaltvorgang die Spannungszeitfläche des Schalters der vorherigen Stufe abnimmt, während die Spannungazeittläche der zuzuschaltenden Stufe entsprechend zunimmt. Dabei kann die Abnahme bzw. Zunahme der jeweiligen Spannungsxeitfläche stetig erfolgen.
• - Patentansprüche - L e e r s e i t e

Claims (10)

1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e 1. Transformator mit einer Haupt- und einer Anzapfungen aufweienden Einstellwicklung, wobei die letztere durchgehend, zu- und gegenschaltbar bzw. umkehrbar ist oder im Falle der Verwendung einer umschaltbaren Grobstufe umlenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die von den Anzapfungen der Einstellwicklung zum jeweils zugehörigen Potential der Wicklung führenden Verbindungsleitungen jeweils ein in beiden Durchlaßrichtungen wirksamer steuerbarer Halbleiterschalter eingeschaltet ist.
2. 2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter spannungsabhängig gesteuert ist.
3. 3. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekenn--zeichnet, daß der Halbleiterschalter Jeweils durch zwei antiparallel geschaltete Thyristoren verkörpert ist.
4. 4. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Balbleiterschalter jeweils ein Triac verwendet ist.
5. 5. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 4, gekennzeichnet durch eine solche Steuerung der Halbleiterschalter, daß beim Umschaltvorgang von einer Anzapfstufe zur anderen der Stromflußwinkel des vorher wirksamen Schalters ab-und der Stromflußwinkel im Schalter der angewählten Stufe zunimmt.
6. 6. Transformator-nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen Jeweils zum Sternpunkt geführt sind.
7. 7. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung im Dreieck geschaltet ist und die Halbleiterschalter zwischen der jeweiligen Anschlußstelle des einen Wicklungsstrangs und der am Wicklungseingang des benachbarten Wicklungsstrangs angeordneten Stufenwicklung angeordnet sind.
8. 8. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschalter manuell ansteuerbar sind.
9. 9. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wender durch zwei Halbleiterschalter ersetzt ist.
10. 10. Transformator nach den Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschalter mit einem Gas gekühlt sind.