DE3038561A1

DE3038561A1 - Hochspanungsschalter mit mindestens zwei unterschiedlich beschalteten schaltstrecken

Info

Publication number: DE3038561A1
Application number: DE19803038561
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 3500 Kassel Kriechbaum
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1980-10-13
Filing date: 1980-10-13
Publication date: 1982-05-06

Description

Hochspannungsschalter mit mindestens zwei unterschiedlich beschalteten
Schaltstrecken Die Erfindung betrifft einen Hochspannungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentsanspruches 1.
Es ist bekannt, daß durch die Reihenschaltung mehrerer gleichartiger Schaltstrecken die Nennspannung von Hochspannungs-Leistungsschaltern und ihr Schaltvermögen erhöht werden kann. Diese Schaltung ist fast ausnahmslos in den Hochspannungsnetzen verwirklicht.
Steuerkondensatoren bewirken, daß sich die an dem offenen Schalter auftretenden Spannungen angenähert gleichmäßig auf die einzelnen Schaltstrekken aufteilen. Es sind auch Schalter bekannt, bei denen durch Einschaltvorgänge hervorgerufene Überspannungen durch Widerstände herabgesetzt werden können, auch zweistufige Widerstände mit entsprechenden Schaltstrekken sind bekannt.
Ferner sind Leistungsschalter mit Ausschaltwiderständen bekannt, mit denen das Ausschaltvermögen erhöht werden kann. Auch Schalter mit ungleich beschalteten Schaltstrecken sind bekanntgeworden, bei denen bei der Ausschaltung Parallelwiderstände strornabhängig zugeschaltet werden.
Keine der vorbekannten Lösungen ist geeignet, ein sehr schwieriges Problem zu lösen, das beim Betrieb von Großtransformatoren auftritt: Solche Transformatoren haben Eigenfrequenzen im Bereich einiger zehn Kilohertz. Bei EIN- und AUS-Schaltvorgängen können Schwingungen dieser Frequenz angeregt werden mit Spannungsüberhöhungen, die zum Versagen der Isolation führen können. Leistungsschalter mit EIN- und AUS-Widerständen können diese Probleme nicht lösen. Bei Schaltern mit Ausschaltwiderständen, bei denen alle Strecken widerstandbeschaltet sind, kann es zum Durchzünden aller Strecken und damit zu einem ungedämpften Stromfluß kommen. Außerdem benötigen solche Schalter Schaltstrecken, mit denen der Widerstandsstrom ausgeschaltet werden kann. Derartige Hilfsschaltstrecken sind nur sehr aufwendig herzustellen, denn sie müssen auch kapazitive Ströme rückzündungsfrei schalten können. Außerdem dürfen sie erst nach der Stromunterbrechung in der Hauptschaltstrecke öffnen und dies bei unterschiedlichen Lichtbogenzeiten in der Hauptschaltstrecke. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Anregungen mit großer Sicherheit bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird das beschriebene Problem gelöst durch die Verwendung zweiter Schalteinheiten, zu deren einer ein Widerstand unmittelbar und zu deren anderer ein Widerstand über eine Hilfsschaltstrecke parallel geschaltet ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung bzw. deren Ausgestaltungen eröffnen eine Reihe von Schaltmöglichkeiten, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben sind: Das in Fig. 1 dargestellte Netz zeigt im wesentlichen einen Generator 1, einen Transformator 2, einen zwischen Generator 1 und Transformator geschalteten ersten Hochspannungsschalter 3 und einen zwischen den Transformaotr 2 und ein Netz 4 geschalteten Hochspannungsschalter 5.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist der Hochspannungsschalter 5 zwei in Reihe geschaltete Schaltstrecken 6, 7 auf.
Die erste Schaltstrecke 6 ist mit einem spannungsbhängigen Widerstand 8 parallel geschaltet. Zur zweiten Schaltstrecke 7 parallel ist eine Hilfsschaltstrecke 9 mit Einschaltwiderstand 10 geschaltet.
Bei der Einschaltung z. B. kann zunächst die Hilfsschaltstrecke 9 eingeschaltet werden, dann ist der Transformator 2 (Fig. 1) über die Reihenschaltung der Widerstände 8 - 10 (Fig. 2) mit dem Netz 4 (Fig. 1) verbunden.
Anschließend wird die Schaltstrecke 6 (Fig. 2) geschlossen, dann bleibt der Widerstand 10 allein zwischen Netz und Transformator eingeschaltet. Danach wird die Schaltstrecke 7 eingeschaltet: Die Einschaltung ist beendet.
Die Ausschaltung kann in folgender Reihenfolge durchgeführt werden: Beide Schaltstrecken 6 und 7 schalten gleichzeitig. Dann führt ein möglicher Stromabriß eines induktiven Stromes zu einer Überspannung an der Induktivität des Transformators. Die Schaltstrecke 6 verfestigt sich jedoch wegen des parallel geschalteten Widerstandes 8 schneller als die Schaltstrecke 7, an der der überwiegende Teil der Spannung aufschwingt. Bei einer Durchzündung dieser Schaltstrecke zündet die Schaltstrecke 6 nicht durch, sondern der Widerstand 8 bleibt zwischen Netz und Transformator: der Ausgleichsvorgang wird stark gedämpft. Die Anordnung arbeitet also besser als ein Schalter mit Ausschaltwiderständen parallel zu jeder Schaltstrecke.
Die erfindungsgemäße Anordnung bedarf Hilfsschaltstrecken für das AUS-Schalten von Widerstandsströmen mit ihren Nachteilen nicht.
Für Blockschalter mit der gebotenen hohen Betriebssicherheit ist die erfindungsgemäße Anordnung besonders geeignet: es können Schaltstrecken 6 - 7 in Fig. 2 und Hilfsschaltstecken zum EIN-Schalten von Widerstandsströmen verwendet werden, wie sie bei Höchstspannungsschaltern üblich und bewährt sind Die Zahl der Schaltstrecken eines Poles muß der Spannungsbeanspruchung angepaßt werden. Es können für die Schalteinheiten (6) und (7) die gleiche Zahl gleichartiger Schaltstrecken in Reihe angeordnet werden, aber auch ungleiche Schaltstrecken in gleicher oder ungleicher Anzahl. Die Spannungsfestigkeit der fest widerstandsbeschalteten Schaltstrecke 6 kann kleiner gehalten werden als die der Schaltstrecke 7. Die fest mit einem Widerstand 8 beschaltete Schaltstrecke (6) kann auch in einer weiteren Ausformung der Erfindung "sanfter" für das optimale Schalten von Transformatoren ausgebildet werden. Die Widerstände können spannungsabhängig ausgeführt werden.
Die Schaltstrecken können nacheinander ausgeschaltet werden, vorzugsweise mit einem zeitlichen Abstand von 10 ms.

Claims

Hochspannungsschalter mit mindestens zwei unterschiedlich beschalteten Schaltstrecken Patentansprüche Hochspannungsschalter mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Schaltstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß zur einen Schaltstrecke (6) ein Widerstand (8) und zur anderen (7) ein Widerstand (10) mit einer Hilfsschaltstrecke (9) parallel geschaltet ist.
2. Hochspannungsschalter mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Schaltstrecken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsschaltstrecke (9) vor den Schaltstrecken (6 - 7) eingeschaltet wird.

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3. Hochspannungsschalter mit zumindest zwei in Reihe geschalteten Schaltstrecken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Hilfsschaltstrecke (9) zunächst die Schaltstrecke 6 eingeschaltet wird und danach die. Schaltstrecke 7
4. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Widerstand (8) beschaltete Schaltstrecke (6) für das Schalten von Transformatoren optimiert ist und die andere Schaltstrecke (7) für das Schalten von Kurzschlußströmen optimiert ist.
5. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltstrecken in Reihe vorgesehen sind.
6. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleich große Anzahl von Schaltstrecken mit den beiden Beschaltungsarten vorgesehen sind.
7. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungleiche Anzahl von Schaltstrecken mit den beiden Beschaltungsarten vorgesehen sind.
8. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände spannungsabhängig sein können.
9. Hochspannungsschalter nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, d a d u r c h g e k e n n z e'i c h n e t daß bei einem Kurzschluß nur die Kurzschlußschaltstrecke schaltet.
10. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nicht-Schutzschaltungen zuerst die Transforrnatoren-Schaltstrecke (6) und dann die Kurzschlußschaltstrecke (7) öffnet.
11. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen der Kurzschlußschaltstrecke (7) um 10 ms verzögert erfolgt.
12. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnen der Transformatoren-Schaltstrecke (6) mit geringerer Geschwindigkeit erfolgt, so daß die Kontakttrennung um 10 ms verzögert wird, aber beide Schaltstrecken zur gleichen Zeit schalten.
13. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformator-Schaltstrecke (6) nur dann öffnet, wenn keine kapazitiven Ströme vorhanden sind.
14. Hochspannungsschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen kapazitiver Ströme ein Relais vorgesehen ist.