DE3146970A1 - Load interrupter switching device - Google Patents
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Abstract
Description
LASTSCHALTVORRICHTUNG LOAD SWITCHING DEVICE
Die Erfindung betrifft eine Lastschaltvorrichtung unter Verwendung von Vakuumschaltern, die insbesondere für einen gasisolierten Transformator verwendbar ist, die aber nicht auf diese Anwendung beschränkt ist.The invention relates to a load switching device using of vacuum switches, which can be used in particular for a gas-insulated transformer but is not limited to this application.
Vakuumschalter sind wegen ihrer ausgezeichneten Lichtbogen-Löschfähigkeit, ihrer langen Lebensdauer und auch deshalb, weil sie das Isolieröl oder Isoliergas nicht verschmutzen, für Lastschaltvorrichtungen verwendet worden. Aus diesem Grunde werden für Lastschaltvorrichtungen eines gasisolierten TransformatQrs, der mit einem Isoliergas, wie SF6,gefüllt ist, um den Transformator nicht brennbar zu machen und ihm geringe Abmessungen zu geben, Vakuumschalter verwendet.Due to their excellent arc extinguishing ability, vacuum switches are their long service life and also because they use insulating oil or gas does not pollute, has been used for load switching devices. For this reason are used for load switching devices of a gas-insulated TransformatQrs, which is equipped with a Insulating gas, such as SF6, is filled to make the transformer non-flammable and To give it small dimensions, vacuum switch is used.
Die Vakuumschalter sind in dieser Anwendung vorteilhaft, weil sie in dem Isoliergas oder dem Isolieröl keinen elektrischen Lichtbogen zünden.The vacuum switches are advantageous in this application because they Do not ignite an electric arc in the insulating gas or the insulating oil.
In der Vakuumschalter verwendenden Lastschaltvorrichtung sind die Vakuumschalter zwischen Anzapfungen einer Transformatorwicklung über Stufenschalter eingeschaltet, die in einem mit Isoliergas unter Atmosphärendruck oder einem etwas höheren Druck gefüllten Gehäuse enthalten sind. In the load switching device using vacuum switch, the Vacuum switch between taps on a transformer winding via a step switch turned on that in a with insulating gas under atmospheric pressure or a something higher pressure filled housings are included.
Die Isolierfestigkeit des Isoliergases erhöht sich mit dem Gasdruck. Da mit steigendem Gasdruck die Lebensdauer der Balge der Vakuumschalter verkürzt wird, ist es vorteilhaft, den Gasdruck im wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck zu machen oder ihn etwas darüber zu halten.The insulating strength of the insulating gas increases with the gas pressure. Since the service life of the bellows of the vacuum switch is shortened with increasing gas pressure it is advantageous to keep the gas pressure substantially equal to atmospheric pressure to do or to hold him a little above it.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Lastschaltvorrichtung unter Verwendung von Vakuumschaltern, welche Anzapfungen T1 und T2 einer Transformatorwicklung WT schalten. Dabei sind zwischen Stufenschaltern 2 und 3 und dem neutralen Punkt 4 eines Mehrphlsentransformators Vakuumschalter V2 und V4 eingeschaltet. Parallel mit dem Vakuumschalter V2 ist eine Reihenschaltung aus einem Vakuumschalter V1 und einer Strombegrenzungsimpedanz in Form eines Widerstandes R1 oder eines Reaktors geschaltet. In gleicher Weise ist parallel zum Vakuumschalter V4 eine Reihenschaltung aus einem Vakuumschalter V3 und einer Strombegrenzungsimpedanz (in diesem Beispiel ein Widerstand R2) geschaltet. Diese Vakuumschalter werden in einer vorbestimmten Zeitfolge geöffnet und geschlossen. In Fig. 1 können die Strombegrenzungswiderstände R1 und R2 unmittelbar parallel zu den Vakuumschaltern V2 1 2 und V4 geschaltet werden, um die Vakuumschalter V1 und V3 einzusparen. Obwohl die Spannung zwischen benachbarten Anzapfungen T1 und T2, das ist die Stufenspannung, verhältnismäßig niedrig ist, beispielsweise in der Größenordnung von 1 - 2% der Nennspannung der ansezapften Transformatorwicklung WT ist, steigt diese Stufenspannung auf 10 - 20% oder mehr an, wenn der Wicklung eine Stoßspannung zugeführt wird. Aus diesem Grunde ist es notwendig, zwischen den Betätigungselementen, beispielsweise dem Leiter 5, dem Widerstand R1 und den Vakuumschaltern V1 und V2 sowie den nicht in Betrieb befindlichen Elementen, beispielsweise dem Leiter 6, dem Widerstand R2 und den Vakuumschaltern V3 und V4 einen ausreichend großen Isolationsabstand einzuhalten, wodurch es unmöglich wird, die Größe der Lastschaltvorrichtung zu vermindern.Fig. 1 shows a known load switching device in use of vacuum switches, which taps T1 and T2 of a transformer winding WT switch. There are between step switches 2 and 3 and the neutral point 4 of a multi-phase transformer, vacuum switches V2 and V4 are switched on. Parallel with the vacuum switch V2 is a series connection of a vacuum switch V1 and one Current limiting impedance in the form of a resistor R1 or of a reactor switched. In the same way is parallel to the vacuum switch V4 a series connection of a vacuum switch V3 and a current limiting impedance (in this example a resistor R2) switched. These vacuum switches are in opened and closed a predetermined time sequence. In Fig. 1, the current limiting resistors R1 and R2 are switched directly in parallel to the vacuum switches V2 1 2 and V4, to save the vacuum switches V1 and V3. Although the tension between neighboring Taps T1 and T2, that is the step voltage, is relatively low, for example in the order of 1 - 2% of the nominal voltage of the tapped Transformer winding WT, this step voltage increases to 10 - 20% or more on when a surge voltage is applied to the winding. That is why it is necessary between the actuating elements, for example the conductor 5, the resistor R1 and the vacuum switches V1 and V2 as well as the elements that are not in operation, for example the conductor 6, the resistor R2 and the vacuum switches V3 and V4 to maintain a sufficiently large isolation distance, which makes it impossible to reduce the size of the load switching device.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Lastschaltvorrichtung unter Verwendung von Vakuumschaltern, die es ermöglicht, den Isolationsabstand zwischen aktiven Elementen und nicht in Betrieb befindlichen Elementen zu verringern, wodurch auch die Gesamtabmessung der Lastschaltvorrichtung herabgesetzt werden kann.The aim of the invention is to provide an improved load switching device using vacuum switches, which allows the isolation distance between active elements and inoperative elements, thereby reducing the overall dimensions of the load switching device can also be reduced.
Gemäß der Erfindung ist eine Lastschaltvorrichtung vorgesehen, mit welcher Anzapfungen T1, T2 einer Transformatorwicklung (WT) durch eine Vorrichtung umgeschaltet werden, die Stufenschalter (2, 3), Vakuumschalter (V2, V4), welche die jeweiligen Stufenscha ter mit einem neutralen Punkt verbinden, und Strombegrenzungsimpedanzen (R1, R2) enthält, die jeweils parallel zu den Vakuumschaltern (V2, V4) geschaltet sind, wobei jeweils zwischen die Stufenschalter und die Vakuumschalter (V2, V4) weitere Vakuumschalter (V1, V3) geschaltet sind.According to the invention, a load switching device is provided with which taps T1, T2 of a transformer winding (WT) through a device be switched over, the step switches (2, 3), vacuum switches (V2, V4), which connect the respective tap changers to a neutral point, and current limiting impedances (R1, R2) contains, each parallel to the vacuum switch (V2, V4) are connected, each between the step switch and the vacuum switch (V2, V4) further vacuum switches (V1, V3) are connected.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Other objects and advantages of the invention will be apparent from the following Description in connection with the drawing.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild einer bekannten Lastschaltvorrichtung unter Verwendung von Vakuumschaltern, Fig. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Lastschaltvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig;'3 ein Ablaufdiagramm der Einschalt-Ausschalt- Operationen der Vakuumschalter'nach Fig. 2, Fig. 4 ein Schaltdiagramm eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der Erfindung und Fig. 5 ein Ablaufdiagramm der Einschalt-Ausschalt-Operationen der Vakuumschalter nach Fig. 4.The drawings show: FIG. 1 a circuit diagram of a known load switching device using vacuum switches, FIG. 2 shows a circuit diagram of an exemplary embodiment the load switching device according to the invention, Fig; '3 is a flow chart of the switch-on-off Operations of the vacuum switch according to FIG. 2, FIG. 4 shows a circuit diagram of a modified one Embodiment of the invention and FIG. 5 shows a flow chart of the switch-on-switch-off operations the vacuum switch according to FIG. 4.
In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Strombegrenzungswiderstand R1 über einen Leiter 5 parallel zum Vakuumschalter V2 geschaltet, während der Vakuumschalter V1 zwischen den Stufen schalter 2 und die Verbindung zwischen dem Vakuumschalter V2 und dem Strombegrenzungswiderstand R1 geschaltet ist. Die Vakuumschalter V3 und V4 sowie der Strombegrenzungswiderstand R2 sind an den Stufen schalter 3 in gleicher Weise angeschaltet. Die gegenüberliegenden Klemmen der Vakuumschalter V2 und V4 sowie der Widerstände R1 und R2 sind gemeinsam mit dem neutralen Punkt - 4 eines Mehrphasentransformators verbunden. Der Grund für die Verbindung der Lastschaltvorrichtung mit der Seite des neutralen Punktes 4 anstatt mit der Lastseite der Transformatorwicklung WT liegt darin, daß das Potential der Transformatorwicklung in Bezug auf den neutralen Punkt niedrig ist.In the embodiment shown in Fig. 2, the current limiting resistor is R1 connected in parallel to the vacuum switch V2 via a conductor 5, while the vacuum switch V1 between the stage switch 2 and the connection between the vacuum switch V2 and the current limiting resistor R1 is connected. The vacuum switches V3 and V4 and the current limiting resistor R2 are the same on stage switch 3 Way turned on. The opposite terminals of vacuum switches V2 and V4 as well as the resistors R1 and R2 are together with the neutral point - 4 one Polyphase transformer connected. The reason for connecting the load switching device with the side of the neutral point 4 instead of with the load side of the transformer winding WT is that the potential of the transformer winding with respect to the neutral Point is low.
Die Vakuumschalter V1 bis Vd (Fig. 2) werden entsprechend dem Ablauf diagramm nach Fig. 3 Ein-Aus-gesteuert. Wenn der Stufenschalter zwei ausgewählt wird und der Stufen schalter 3 außer Betrieb ist, werden der Vakuumschalter V4, der Strombegrenzungswiderstand R2, Leiter 6 und eine Seite des Vakuumschalters V3, die mit dem Stufenschalter an der nicht in Betrieb befindlichen Seite verbunden ist, auf dem Potential des neutralen Punktes 4 gehalten, so daß diese Elemente sich auf dem gleichen Potential befinden wie die in Betrieb befindlichen Elemente V2, R1,Leiter 5 und eine Seite des damit verbundenen Vakuumschalters V1. In der in Fig. 2 gezeigten Schaltung sind die Teile, die einen ausreichenden Isolationsabstand haben müssen, um der Stufenspannung zwischen zwei benachbarten Stufenschaltern zu widerstehen, nur die Kontakte der Vakuumschalter V1 und V3, die mit den Stufenschaltern 2 und 3 verbunden werden, so daß es möglich ist, die Größe des Lastschalters gegenüber der bekannten Konstruktion zu verringern. Ferner treten in einem Lastschalter unter Verwendung von Vakuumschaltern oft Lichtbogen zwischen offenen Kontakten der nicht in Betrieb befindlichen Vakuumschalter auf, wenn dem Transformator WT von außen eine Stoß spannung zugeführt wird, wodurch benachbarte Anzapfungen kurzgeschlossen werden. In der in Fig. 2 gezeigten Schaltung würde ein elektrischer Lichtbogen über den Kontakten des Vakuumschalters V3 auftreten, wenn die mit dem Stufen schalter 2 verbundenen Elemente arbeiten, wenn eine Stoß spannung zugeführt wird, während die Kontakte des Vakuumschalters V4 über den Strombegrenzungswiderstand R2 geschaltet sind und.The vacuum switches V1 to Vd (Fig. 2) are according to the sequence diagram of Fig. 3 on-off controlled. if the step switch two is selected and stage switch 3 is out of order, the vacuum switch will be V4, the current limiting resistor R2, conductor 6 and one side of the vacuum switch V3 connected to the multiple switch on the non-operating side is held at the potential of the neutral point 4, so that these elements are are at the same potential as the operating elements V2, R1, conductor 5 and one side of the vacuum switch V1 connected to it. In the in Fig. 2 are the parts that have a sufficient isolation distance must have in order to increase the step voltage between two adjacent step switches resist, only the contacts of the vacuum switches V1 and V3, which are connected to the multiple switches 2 and 3 are connected so that it is possible to contrast the size of the circuit breaker of the known construction. Also step in a load switch Use of vacuum switches often arcs between open contacts which do not vacuum switch in operation when the transformer WT from the outside a surge voltage is applied, whereby adjacent taps are short-circuited will. In the circuit shown in Fig. 2, an electric arc would be over the contacts of the vacuum switch V3 occur when the with the step switch 2 connected elements operate when a surge voltage is applied while the contacts of the vacuum switch V4 are switched via the current limiting resistor R2 are and.
auf dem gleichen Potential gehalten werden, so daß über den Kontakten des Vakuumschalters V4 kein Widerstand auftreten würde. Infolgedessen wird der dem Lichtbogen folgende dynamische Strom durch den Widerstand R2 wirksam begrenzt, wodurch ein Kurzschluß zwischen den Anzapfungen vermieden wird.be held at the same potential so that across the contacts of the vacuum switch V4 no resistance would occur. As a result, the dem Arc following dynamic current effectively limited by the resistor R2, whereby a short circuit between the taps is avoided.
Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Erfindung, bei welcher eine Lastschaltvorrichtung unter Verwendung von vier Strombegrenzungswiderständen R1 - R4 gebildet ist. Auch hier ist es möglich, den Isolationtabstand zwischen den Teilen, außer den Kontakten der Vakuumschalter V1 und V6, die mit den Stufenschaltern 2 und 3 verbunden sind, zu verringern, so daß die Größe der Lastschaltvorrichtung verringert werden kann und auch nachteilige Wirkungen einer Stoß spannung verringert werden.Fig. 4 shows a modification of the invention in which a load switching device is formed using four current limiting resistors R1-R4. Even here it is possible to set the isolation distance between the parts, except for the contacts the vacuum switches V1 and V6, which are connected to the Step switches 2 and 3 are connected to reduce, so that the size of the load switching device is reduced and adverse effects of surge voltage can also be reduced.
Die Schaltung nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 2 dadurch, daß Reihenschaltungen, die jeweils Strombegrenzungswiderstände R2 und R3 und die Vakuumschalter V3 und V4 enthalten, parallel zu den Widerständen R1 bzw. R4 geschaltet sind. Der Zweck der gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 zusätzlichen Reihenschaltungen, die je einen Strombegrenzungswiderstand und einen Vakuumschalter enthalten, besteht darin, den Kurzschlußstrom, der zwischen benachbarten Anzapfungen in viel mehr Stufen fließt, zu steuern. Irgendwelche Werte unter verschiedenen Strombegrenzungswiderständen können verwendet werden, jedoch wurde das beste Ergebnis bei folgender Beziehung erreicht: R2 = R3 R1 und R4 Selbst dann, wenn die Lastschaltvorrichtung durch vier Strombegrenzungswiderstände und sechs Vakuumschalter gebildet wird, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist es möglich, die Isolationsabstände zwischen den Elementen außer den Kontakten der Vakuumschalter V 1 und V6 , die mit den Stufenschaltern 2 und 3 verbunden sind, zu verringern, so daß es nicht nur möglich ist, die Größe der Lastschaltvorrichtung zu verringern, sondern es auch möglich ist, die nachteilige Wirkung, die durch eine über den Anzapfungen auferzeugt wird,wird, tretende StoBspannun/zu verringern. ZusätzlichcReihenschaltungen, die je einen Strombegrenzungswiderstand und einen Vakuumschalter enthalten, können hinzugefügt werden, um den Kurzschlußstrom zwischen benachbarten Anzapfungen während des Lastwechsels stufenWeise zu steuern.The circuit according to FIG. 4 differs from that according to FIG. 2 in that series circuits, each of the current limiting resistors R2 and R3 and the vacuum switches V3 and V4, in parallel with the resistors R1 and R4 are switched. The purpose of the compared to the circuit of FIG. 2 additional Series connections, each with a current limiting resistor and a vacuum switch contained is the short-circuit current that flows between adjacent taps flows in many more stages to control. Any values under different current limiting resistors can be used, but the best result would be in the following relationship reached: R2 = R3 R1 and R4 Even if the load switching device by four Current limiting resistors and six vacuum switches are formed as shown in Fig. 4, it is possible to save the isolation distances between the elements the contacts of the vacuum switches V 1 and V6, which are connected to the step switches 2 and 3 are connected, so that it is not only possible to reduce the size of the To reduce load switching device, but it is also possible to reduce the disadvantageous Effect that is generated by a surge voltage occurring via the taps to decrease. Additional series connections, each with a current limiting resistor and a vacuum switch included, can be added to the short circuit current between adjacent taps to be controlled in stages during the load change.
Wie oben beschrieben, ist es mit den in den Fig. 2 und 4 darqestellten Ausführunqsbeispielen möglich, eine verbesserte LaslscllEtltvorriclttuncT zu schaffen, die geringe Abmessungen hat und die Kurzschlüsse der Anzapfungen verhindern kann.As described above, it is with those shown in Figs Embodiments possible to create an improved LaslscllEtltvorriclttuncT, the minor Has dimensions and the short circuits of the taps can prevent.
Ferner kann das Gas durch eine isolierende Flüssigkeit ersetzt werden. Die Erfindung kann aber in vorteilhafter Weise bei einer gasisolierten Lastschaltvorrichtung angewendet werden, weil die Isolationsfestigkeit von Gas üblicherweise geringer ist als diejenige von Isolieröl und der Vorteil der Abnahme des Isolationsabstandes beträchtlich wird.Furthermore, the gas can be replaced by an insulating liquid. The invention can, however, be used in an advantageous manner in a gas-insulated load switching device can be used because the insulation strength of gas is usually lower is than that of insulating oil and has the advantage of decreasing the insulation distance becomes considerable.
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