DE3000733A1

DE3000733A1 - Stufenschalter fuer transformatoren unter verwendung von in reihe zu wicklungsabgriffen geschalteten vakuumschaltern

Info

Publication number: DE3000733A1
Application number: DE19803000733
Authority: DE
Inventors: Tateo Dipl Ing Kumagai
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-07-24
Also published as: JPS5595308A

Description

Stufenschalter für Transformatoren unter Verwendung
von in Reihe zu Wicklungsabgriffen geschalteten Vakuumschalt ern Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter für Transformatoren mit jeweils für gerade und ungerade Wicklungsabgriffe vorgesehenen Wählerkontakten, die über Widerstände und Vakuumschalter mit an die jeweilige Wicklung anzuschließenden elektrischen Leitern in Verbindung stehen.
Eine derartige Anordnung ist aus der schweizerischen Patentschrift 448 257 bekannt. Hier ist zwischen dem betreffenden Leiter und dem Ende der Wicklung ein Vakuumschalter vorgesehen, der über stromlos schaltende Kontakte und über einen strombegrenzenden Widerstand die Umschaltung bewirken kann. Insbesondere für Transformatoren mit mehreren Phasen müssen auch mehrere derartiger Schalter vorgesehen sein, die außerdem - wenn sie an die Phasenleiter angeschlossen werden -voneinander isoliert angeordnet werden mUssen. Dies erfordert im allgemeinen einen hohen Platzbedarf und einen großen Aufwand für das Getriebe, da mehrere, auf verschiedenem Potential befindliche Getriebeanteile über Isolierwellen oder dergleichen miteinander gekuppelt werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mit Vakuumschaltern ausgerüsteten Stufenschalter für einen Transformator so anzuordnen, daß auch mehrere, auf verschiedenem Potential befindliche Umschalteinrichtungen so angeordnet werden können, daß sich eine platzsparende und über ein gemeinsames, auf Erdpotential befindliches Getriebe zu betätigende Anordnung ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vakuumschalter und die Widerstände in einem zylindrischen Isolierbehälter zu beiden Seiten einer mit ihrer Ebene senkrecht zur Zylinderachse befestigten Isolierplatte angeordnet sind, daß die beweglichen Kontaktstücke der Vakuumschalter über Isolierstangen mit einem auf Erdpotential befindlichen Umsetzungsgetriebe gekuppelt sind, daß die Wählerkontakte und die Wicklungsabgriffe außerhalb des Isolierbehälters angeordnet sind und daß ein Getriebe zwischen den Wählerkontakten und dem Isolierbehälter angeordnet und sowohl mit dem Umsetzungsgetriebe im Innern des Isolierbehälters als auch mit den Wählerkontakten gekuppelt ist.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 7 näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild für einen Dreiphasentransformator mit drei im Dreieck geschalteten Wicklungen.
Die Wicklungen 51, 52 und 53 für die Phasen U, V und W sind mit Wicklungsabgriffen 54, 55 und 56 versehen. Diese Wicklungsabgriffe sind über Lastumschalter 57, 58 und 59 mit den Phasen U, V und W verbunden. Die Lastumschalter enthalten erste Vakuumschalter V1, V2 und V3, die mit Wählerkontakten 60, 61 und 62 für ungerade Wicklungsabgriffe verbunden sind. Zweite Vakuumschalter V4, V5 und V6 sind mit Wählerkontakten 63, 64 und 65 verbunden, die mit Wicklungsabgriffen für gerade Ziffern verbindbar sind. Weitere Vakuumschalter V7, V8 und V9 sind in Reihe zu Widerständen 66, 67 und 68 zur Strombegrenzung geschaltet. Diese Serienschaltungen liegen jeweils parallel zu den zweiten Vakuumschaltern V4, V5 und V6. Die Vakuumschalter werden dabei vorzugs- weise so eingebaut, daß jeweils die beweglichen Kontakte der Vakuumschalter sich auf untereinander gleichem Potential befinden und jeweils mit einer Phase U, V oder W verbunden sind.
Fig. 2 zeigt einen teilweisen Schnitt durch die Anordnung entsprechend der Schaltung nach Fig. 1. Die Figuren 3 bis 5 zeigen senkrechte Schnitte durch den zylindrischen Isolierbehälter 73 der Fig. 2 in verschiedenen Ebenen.
Der Stufenschalter 72 in Fig. 2 enthält die Vakuumschalter V1 bis V9, ein Umsetzungsgetriebe 71, das sich ebenfalls im Isolierbehälter 73 befindet, unterhalb des Isolierbehälters 73 ein Getriebe 74 und wiederum darunter die Wählerkontakte 60 bis 65, die entsprechend den drei Phasen in drei Ebenen angeordnet sind. Der Isolierbehälter 73 besitzt zylindrische Form und ist mit seinem oberen Ende an dem Gehäuse 7 des Transformators befestigt. Er wird am unteren Ende durch eine ebenfalls aus Isolierstoff bestehende Platte 75 abgeschlossen, so daß das Innere des Isolierbehälters 73 gegenüber dem öl im Transformator abgedichtet ist.
Wie auch aus den Figuren 4 und 6 zu ersehen ist, sind die Vakuumschalter V7 bis V9 aufrecht angeordnet und liegen mit ihren Mittelachsen auf einem Kreis, durch dessen Mittelpunkt die Achse des Isolierbehälters 73 führt. Die Vakuumschalter haben voneinander alle den gleichen Abstand. Sie sind außerdem so angeordnet, daß die festen Kontakte 76 der Vakuumschalter oben herausragen und über ein Befestigungsstttck 77 an einer oberhalb der Vakuumschalter befindlichen, mit ihrer Ebene senkrecht zur Achse des Isolierbehälters 73 angeordneten Isolierplatte 78 befestigt sind. Die beweglichen Kontakte 79 der Vakuumschalter sind mit ihren Anschldssen 81 an Isolierstangen 80 befestigt, deren untere Anschlüsse mit beweglichen Stangen 83 des Umsetzungsgetriebes 71 verbunden sind. Damit sind die beweglichen Kontakte 79 der Vakuumschalter durch die Isolierstangen 80 voneinander und vom Umsetzungsgetriebe 71 isoliert.
Es ist also möglich, das gesamte Umsetzungsgetriebe 71 auf Erdpotential zu legen.
Die W&derstände 66, 67 und 68 befinden sich oberhalb der Vakuumschalter und oberhalb der Isolierplatte 78.
Die Widerstände sind mit einem Ende an Stützen 84 befestigt, die ihrerseits mit den Befestigungsstücken 77 derjenigen Vakuumschalter verbunden sind, zu denen ein Widerstand in Reihe liegt. Die übrigen Vakuumschalter sind über flexible Leitungen, die direkt von den Befestigungsstücken 77 abgehen, in nicht dargestellter Weise mit den Wählerkontakten 60 bis 65 verbunden. In gleicher Weise sind auch die oberen freien Enden der Widerstände 66 bis 68 zu den Wählerkontakten entsprechend der Schaltung nach Fig. 1 geführt.
Die Isolierplatte 78 ist mit Hilfe von Winkel stücken 87 an drei Paar Isolierstangen 85 und 86 aufgehängt.
Die Isolierstangen 85 und 86 sind mit ihren oberen Enden an einem Rahmen 89 über Winkel stücke 88 befestigt und die unteren Enden der Isolierstangen 85 und 86 sind über weitere Winkelstücke 90 mit dem Umsetzungsgetriebe 71 verbunden. Oberhalb und unterhalb der Isolierplatte 78 sind zwischen den Vakuumschaltern bzw. den Widerständen, die zu verschiedenen Phasen gehören, sich radial erstreckende Isolierplatten 91 angeordnet. Diese Isolierplatten 91 werden zwischen den Isolierstangen 85 und 86 hindurchgeführt und von diesen gehalten. Hierdurch wird der Isolationswiderstand zwischen Ventilen und Widerständen unterschiedlicher Phasen wesentlich erhöht, so daß ein gleicher Abstand aller Vakuumschalter und Widerstände vorgesehen werden kann. Selbstverständlich kann anstelle der Isolierplatte 78 und der drei Isolierplatten 91 ein einziges, aus einem Stück entsprechend geformtes Isolierteil verwendet werden.
Zum Antrieb des Stufenschalters dient ein Antriebsmotor 5, der über ein Zahnradgetriebe 6 und eine Antriebsstange 92 das Getriebe 74 antreibt. Hierzu wird die Antriebsstange 92 öldicht durch das Gehäuse 7 hindurchgeführt und ragt mit ihrem inneren Ende in das Getriebe 74 hinein. Wie insbesondere aus Fig. 7 zu erkennen ist, steht das Getriebe 74 über eine Kupplung 94 und eine Antriebswelle 93 mit dem Umsetzungsgetriebe 71 in Verbindung. Hierzu ist die Antriebswelle 93 öldicht durch die Abdeckplatte 75 des Isolierbehälters 73 hindurchgeführt. Die Kupplung 94 steht über Bolzen mit einer am Umsetzungsgetriebe befestigten Kupplungsplatte 95 in Verbindung. Hierdurch kann das Umsetzungsgetriebe 71 axial gegenüber dem Getriebe 74 bewegt werden, so daß es ohne weiteres möglich ist, zur Inspektion das Umsetzungsgetriebe 71 mit den Vakuumschaltern und den Widerständen nach oben herauszuziehen. Im Umsetzungsgetriebe 71 wird die so eingeführte Drehbewegung über die Antriebswelle 93 umgesetzt in eine axiale Bewegung der Isolierstangen 80.
Es ist also nicht mehr notwendig, auf Torsion beanspruchte Wellen aus Isoliermaterial vorzusehen. Die Pfeile in Fig. 2 neben den Isolierstangen 80 zeigen deren Bewegungarichtung.
7 Figuren 4 Patentansprüche Zusammenfassung Stufenschalter für Transformatoren unter Verwendung von in Reihe zu Wicklungsabgriffen geschalteten Vakuumschaltern Zur stufenweini Spannungsregelung von Transformatoren werden in Reihe zu geraden und ungeraden Wicklungsabgriffen Widerstände zur Strombegrenzung und Vakuumschalter zur Umschaltung des Stromes von einem Wicklungsabgriff auf den nächsten vorgesehen. Bei einem Dreiphasentransformator müssen insbesondere bei Einschaltung des Stufenschalters zwischen Wicklung und Phasenleiter die Umschalteinrichtungen voneinander isoliert werden. Hierzu wird eine platzsparende und mit einem einfachen, auf Erdpotential befindlichen Getriebe zu versehene Anordnung vorgeschlagen, bei der die Vakuumschalter (V1 bis V9) und die Widerstände (66 bis 68) in einem gemeinsamen zylindrischen Isolierbehälter (73) angeordnet sind, wobei jeder Vakuumschalter (V1 bis V9) über eine Isolierstange (80) zur Betätigung des beweglichen Kontaktes mit einem Umsetzungsgetriebe (71) verbunden ist. Die Wählerkontakte (60 bis 65) befinden sich außerhalb des Isolierbehälters (73) und sind mit den Vakuumschaltern über flexible Leitungen verbunden.
FIG 2

Claims

Patentansprüche 1. Stufenschalter für Transformatoren mit jeweils für erade und ungerade Wicklungsabgriffe vorgesehenen Wählerkontakten, die über Widerstände und Vakuumschalter mit an die jeweilige Wicklung anzuschließenden elektrischen Leitern in Verbindung stehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vakuumschalter (Vi bis V9) und die Widerstände (66 bis 68) in einem zylindrischen Isolierbehälter (73) zu beiden Seiten einer mit ihrer Ebene senkrecht zur Zylinderachse befestigten Isolierplatte (78) angeordnet sind, daß die beweglichen- Kontaktstücke (79) der Vakuumschalter (V1 bis V9) über Isolierstangen (80) mit einem auf Erdpotential befindlichen Umsetzungsgetriebe (71) gekuppelt sind, daß die Wählerkontakte (60 bis 65) und die Wicklungsabgriffe (54 bis 56) außerhalb des Isolierbehälters (73) angeordnet sind und daß ein Getriebe (74) zwischen den Wählerkontakten und dem Isolierbehälter (73) angeordnet und sowohl mit dem Umsetzungsgetriebe (71) im Innern des Isolierbehälters (73) als auch mit den Wählerkontakten (60 bis 65) gekuppelt ist.
2. Stufenschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Vakuumschalter (vi. bis V9) und die Widerstände (66 bis 68) im Innern des zylindrischen Isolierbehälters (73) mit untereinander gleichem Abstand im Kreis angeordnet sind und daß zwischen Vakuumschaltern (Vi V5 und V2, V6 sowie V3, V4) bzw. Widerständen (66, 67, 68), die zu verschiedenen Phasenleitern gehören, in radialer Richtung verlaufende, isolierende Trennplatten (91) angeordnet sind.
3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß Vakuumschalter (V1 bis V9) und Widerstände (66 bis 68) an der sie trennenden, senkrecht zur Zylinderachse angeordneten Isolierplatte (78) befestigt sind.
4. Stufenschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Vakuumschalter (Vi bis V9) ein Umsetzungsgetriebe (71) vorgesehen ist, daß das Umsetzungsgetriebe (71) mit einer Antriebswelle (93) eingangsseitig gekuppelt ist und daß innerhalb des Umsetzungsgetriebes die Drehbewegung der Antriebswelle (93) so in eine axiale Bewegung der mit dem Umsetzungsgetriebe (71) verbundenen Isolierstangen (80) umgesetzt wird, daß zur Gewährleistung des notwendigen Isolierabstandes zwischen Umsetzungsgetriebe (71) und den Vakuumschaltern (V1 bis V9) lediglich in axialer Richtung mechanisch beanspruchte Isolierstangen (80) erforderlich sind.