DE2746851A1

DE2746851A1 - Stufenschalter

Info

Publication number: DE2746851A1
Application number: DE19772746851
Authority: DE
Inventors: Karl-Erik Hammar
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1976-10-29
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1978-05-03
Also published as: SE7612026L; SE402502B; FR2369670A1; JPS5355739A; FR2369670B1; ATA772277A; IN147679B; GB1584204A; US4207445A; AT357644B

Description

Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Transformatoren mit Plus/Minus- oder Grob/Fein-Regelung ist die Verstellwicklung (Feinstufenwicklung) gewöhnlich als separater Wicklungsteil ausgeführt, der an die übrigen Wicklungen (Hauptwicklung und gegebenenfalls Grobstufenwicklung) über einen sog. Plus/Minus- oder Grob/Fein-Umschalter angeschlossen ist. Wenn dieser Umschalter betätigt wird, ist die Verstellwicklung, falls nicht besondere Maßnahmen getroffen werden, während des Schaltintervalles "freischwebend" und nimmt dabei ein Potential an, das von ihren Kapazitäten gegen Ende und gegen die anderen Wicklungen abhängt. Der kapazitive Ladestrom verursacht Lichtbögen an den Kontakten im Umschalter, was Kontakterosion, Gasbildung und Verschmutzung des Transformatoröls zur Folge hat. Außerdem besteht die Gefahr eines direkten Kurzschlusses über der Verstellwicklung, wenn der Umschalter nicht in der Lage ist, die kapazitiven Ströme bei den in Hochspannungstransformatoren auftretenden hohen Spannungen zu unterbrechen.

Es ist bekannt, zur Lösung dieses Problems hochomige Dämpfungswiderstände vorzusehen, die über ein besonderes Kontaktsystem, beispielsweise in Form eines ein- oder dreipoligen Schalters, während der vorgenannten Schaltintervalle zwischen einem Punkt an der Verstellwicklung einerseits und der Hauptwicklung oder dem Nullpunkt des Transformators andererseits eingeschaltet werden.

Bei einer bekannten Konstruktion dieser Art (DT-PS 1 942 567) wird der Dämpfungswiderstandsschalter von der Antriebsvorrichtung des Plus/Minus-Schalters über eine separate Antriebswelle und ein Malteserradgetriebe angetrieben. Eine solche Ausführung erfordert jedoch viel Platz und ist kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Stufenschalter der eingangs genannten Art einen einfacheren Antrieb für den Dämpfungswiderstandschalter zu schaffen. Gleichzeitig soll eine gute Überlappung zwischen den Schaltintervallen des Dämpfungswiderstandsschalters und denen der Plus/Minus- bzw. Grob/Fein-Umschalters erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Stufenschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsge- gemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Die Schaltung eines an einen Transformator angeschlossenen

Stufenschalters der Art, auf den sich die Erfindung bezieht.

Fig. 2 Den Schaltungsablauf für den Stufenschalter nach Fig. 1 beim

Umschalten zwischen zwei Transformatoranzapfungen in der

Mitte des Verstellbereiches.

Fig. 3 Chematisch eine Ausführungsform eines Stufenschalters gemäß

der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 3.

Fig. 5 Perspektivisch einen zu dem Stufenschalter gehörenden

Schalter für die Dämpfungswiderstände.

Fig. 6 Teile der Antriebsvorrichtung des

Dämpfungswiderstandsschalters nach Fig. 5

Fig 7 den Dämpfungswiderstandsschalter nach Fig. 5 in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt eine Phase eines sterngeschalteten Dreiphasentransformators, der mit einem Stufenschalter zur Grob/Fein-Regelung versehen ist. Die Transformatorwicklung besteht aus einer Hauptwicklung 21, einer Grobstufenwicklung 22 und einer Feinstufenwicklung 23. Über einen Grob/Fein-Umschalter S kann die eine oder die andere der Endanzapfungen1 oder 2 der Grobwicklung angeschlossen werden. Die Feinstufenwicklung hat neun weitere Anzapfungen 4-12, die zusammen mit der Endanzapfung 2 der Grobstufenwicklung jeweils an einen festen Kontakt eines Stufenwählers TS angeschlossen sind, der zwei bewegliche Schaltarme V und H hat. Der Schaltarm V wirkt mit den Kontakten der Anzapfungen 4, 6, 8, 10 und 12 zusammen, während der Schaltarm H mit den Kontakten der Anzapfungen 2, 5, 7, 9 und 11 zusammenwirkt. Über Schleifkontaktvorrichtungen sind die Schaltarme V und H an je einen festen Kontakt x bzw. v eines Lastumschalters DS angeschlossen, der mit Überbrückungswiderständen 24 und 25 versehen ist, die an die Zwischenkontakte y und u des Lastumschalters angeschlossen sind. Der bewegliche Kontakt 13 des Lastumschalters ist an den Nullpunkt des Transformators angeschlossen.

Die Anzapfung 7 der Feinstufenwicklung kann über einen Dämpfungswiderstand 26 und einen Schalter K an den festen Kontakt v des

Lastumschalters angeschlossen werden. An den Schalter K, der dreipolig ist, sind auch die Anzapfungen 7 der anderen beiden Transformatorphasen über die Dämpfungswiderstände 27 und 28 angeschlossen.

Mit der gezeigten Schaltung erhält man an dem Stufenschalter 19 Schaltstellungen, von denen die zehnte in Fig. 1 dargestellt wird. Fig. 2 veranschaulicht den Schaltverlauf beim Umschalten von der zehnten in die elfte Schaltstellung, wobei die ausgezogene Linie die geschlossene Kontaktlage zeigt. Das Umschalten geschieht wie folgt:

Der Schaltarm (Wählerkontakt) V verlässt die Anzapfung 12, und der Schalter K schließt und schaltet den Dämpfungswiderstand 26 ein. Danach wird der Grob/Fein-/Umschalter S von der Anzapfung 1 auf die Anzapfung 2 umgeschaltet, wonach der Schalter K wider geöffnet wird und der Schaltarm V an die Anzapfung 4 angeschlossen wird. Der Lastumschalter DS vollendet danach das Umschalten durch Überführung des Belastungsstromes vom Kontakt v auf den Kontakt x über die Widerstandskontakte u und y. Wichtig ist, dass der Schalter K vor dem Zeitintervall, in dem der Umschalter S offen ist, schließt und erst nach diesem Zeitintervall wieder öffnet. Dagegen braucht das Schließintervall für den Schalter K nicht unbedingt kürzer zu sein als das Öffnungsintervall des Schaltarms V, wie es in der Figur gezeigt ist.

Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch, wie ein Stufenschalter nach der Erfindung aufgebaut sein kann. Er besteht aus einem in einen Isolierzylinder öldicht eingeschlossenen Lastumschalter DS, einem Stufenwähler TS mit Grob/Fein-Umschalter S sowie einem Schalter K für einen Dämpfungswiderstand. Der Stufenschalter wird hängend im Transformatordeckel montiert. Er wird von einer nicht gezeigten Betätigungsvorrichtung betätigt, wobei die Bewegung vom Oberteil 29 des Lastumschaltergehäuses über eine vertikale Welle 30 auf ein Getriebe 31 für den Lastumschalter DS und den Stufenwähler TS übertragen wird. Bestimmte Hilfsausrüstungen, wie Druckwächter, Lageanzeiger usw., sind auf dem Oberteil 29 montiert.

Der Stufenwähler TS besteht aus im Kreis angeordneten
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32 mit daran angebrachten festen Kontakten. In der Mitte sind zwei konzentrisch angeordnete Antriebswellen 33 und 34 angebracht, von denen jede von einer im Getriebe 31 angeordneten Malteserscheibe angetrieben wird. Jede Antriebswelle trägt einen Schaltarm pro Phase. Die Schaltarme V der äußeren Welle sind auf der Welle 33 festgeklemmt, während die Schaltarme H der inneren Welle auf der äußeren Welle gelagert und mit der inneren Welle 34 mittels eines Polzens fest verbunden sind, der durch eine Durchgangsnut in der äußeren Welle 33 hindurchgeht. Die Kontaktarme bewegen sich in übereinanderliegenden Ebenen und wirken jeweils mit einem Satz fester Kontakte zusammen. Die Kontaktarme sind über Schleifringe und Stromabnehmerkontakte an den Lastumschalter DS angeschlossen.

Der Grob/Fein-Umschalter S hat drei feste Kontakte 1, 2, 3 pro Phase, von denen jeder auf einem Isolierstab 35 sitzt. Das Umschalten geschieht durch eine um die Welle 36 drehbaren Kontaktbrücke 37. Die Welle 36 wird angetrieben über einen Gabelarm durch einen an dem einen der Malteserräder der Wählerwellen angeordneten Antriebsbolzen.

Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen den Aufbau des Schalters K für die Dämpfungswiderstände 26-28. Der Schalter hat drei auf je einem Isolierstab 38 montierte feste Kontakte 39, die über Dämpfungswiderstände an die Feinstufenwicklung ihrer zugehörigen Phase angeschlossen werden, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Die beweglichen Kontakte 40 des Schalters sind jeweils an ihrem Kontaktarm 41 federn befestigt. Diese Arme werden von einer Metallscheibe 42 getragen, die über einen flexiblen Leiter 43 an einen für alle Phasen gemeinsamen Punkt mit definiertem Potential angeschlossen ist. Die Scheibe 42 ist auf der Wählerwelle 33 drehbar gelagert, die an die Schaltarme V gekuppelt ist. Der Schalter wird direkt durch diese Welle 33 über eine auf der Welle fest montierte Führungsscheibe 44 mit einer Nut 45 angetrieben, die im Bereich eines Nockens 46 eine Ausbuchtung hat, im übrigen jedoch kreisförmig ist. Die Führungsscheibe 44 ist mechanisch an die Kontakthalterscheibe 42 über einen Führungsarm 47 gekuppelt, der auf einem am Gehäuse des Schalters befestigten Wellenzapfen 48 drehbar gelagert ist. Der Führungsarm 47 ist mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten des

Armes angeordneten Führungszapfen 49 und 50 versehen, von denen der eine, 49, in die Nockennut 45 der Führungsscheibe eingreift, während der andere, 50, in eine radiale Aussparung 51 an der Peripherie der Kontakthalterscheibe 42 eingreift. Die Führungszapfen tragen Rollen zur Herabsetzung der Reibung.

Wenn die Wählerwelle 33 und damit die Führungsscheibe 44 gedreht werden, bleiben, wie am Besten aus Fig. 7 ersichtlich, der Führungsarm 47 und damit die Kontakthalterscheibe 42 in der gezeigten Lage liegen, bis der Nocken 46 der Führungsscheibe gegen den Führungszapfen 49 des Führungsarmes stößt. Der Führungsarm 47 und damit die Kontakthalterscheibe 42 werden dann so gedreht, dass die beweglichen Kontakte des Schalters gegen die festen Kontakte 39 gedrückt werden. Wenn der Nocken 46 den Führungszapfen 49 passiert hat, werden die Kontakte 40 in die in Fig. 7 gezeigte Lage zurückgeschwenkt. Die Kontaktarme 41 vollführen somit im Zusammenhang mit der Betätigung des Plus/Minus-Umschalters kurzzeitig eine Hin- und Herbewegung, wie es die Doppelpfeile in Fig. 5 andeuten.

Claims

1. Stufenschalter mit einem Lastumschalter, einem Stufenwähler, der über zwei im Verhältnis zueinander schrittweise drehbare Wellen angetrieben wird, einem Plus/Minus- oder einem Grob/Fein-Umschalter und einem Schalter zum kurzzeitigen Einschalten von Dämpfungswiderständen während einer Plus/Minus- bzw. Grob/Fein-Umschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (K) zum kurzzeitigen Einschalten der Dämpfungswiderstände (26) über ein Nockenorgan (44) angetrieben wird, das auf der einen (33) der Antriebswellen des Stufenwählers fest montiert ist.

2. Stufenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenorgan (44) eine Scheibe mit einer Nockennut (45) ist.

3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Kontaktorgan (40) des Dämpfungswiderstandschalters K von einem auf der einen der genannten Antriebswellen drehbar gelagerten Kontakthalter (42) getragen wird, der über einen Führungsarm (47) an das Nockenorgan (44) gekuppelt ist.

4. Stufenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (47) in radialem Abstand von der einen der ge- nannten Antriebswellen (33) drehbar gelagert und mit zwei Führungszapfen (49, 50) versehen ist, von denen der eine (49) mit dem Nockenorgan (44) zusammenwirkt und der andere (50) mit dem genannten Kontakthalter (42) im Eingriff steht.