DE338141C

DE338141C - Schalteinrichtung zum Regeln der Spannung von Stufentransformatoren mittels eines Doppelsystems von Schaltdrosseln

Info

Publication number: DE338141C
Application number: DE1917338141D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1917-08-23
Filing date: 1917-08-23
Publication date: 1921-06-13

Description

Schalteinrichtung zum, Regeln der Spannung von Stufentransformatoren mittels eines Doppelsystems von Schaltdrosseln. Bei Stufentransformatoren für große Stromstärken ist man bestrebt, einerseits mit möglichst -wenig Anzapfungen am Transformator auszukommen, anderseits den Strom auf mehrere parallel liegende Schalteinrichtungen zu verteilen, um die Abmessungen der Schalteinrichtungen klein zu halten.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine neue Schalteinrichtung zur Regelung der Spannung von Stufentransformatoren, durch die es ermöglicht wird, die beiden Forderungen in hohem Maße zu erfüllen. Hierbei wird ein Doppelsystem von Schaltdrosseln verwendet, die an die beiden Enden einer weiteren Hilfsdrosselspule geschlossen sind, an deren Mittelpunkt die Arbeitsleitung gelegt ist. Insbesondere wird gemäß der Erfindung dieses Doppelsystem derart an den Anzapfungen des Stufentransformators entlanggeschaltet, daß die beiden Teile des Doppelsystems, Teilsysteme, zeitweise an derselben, zeitweise an aufeinanderfolgenden Anzapfungen des Stufentransformators liegen.
Als Teilsysteme des Doppelsystems können verschiedenartige Einrichtungen Verwendung finden. So können "beispielsweise die Teilsysteme aus Drosselspulen mit Anzapfungen bestehen, die mit ihren Enden am Transformator entlanggeschaltet werden, während an den Anzapfungen der beiden Drosselspulen des Doppelsystems die Enden der Schaltdrosselspule liegen, -an deren Mittelpunkt die Arbeitsleitung angeschlossen ist. Es ergibt sich somit ein Drosselspulensystem, wie es beispielsweise durch das Patent 185296 bekannt geworden ist. Anderseits können aber- auch die Dreifachdrosselspulen des Patents 26=q:63 Verwendung finden, so daß sich das Doppelsystem aus zwei Dreifachdrosselspulen zusammensetzt, an deren Sternpunkt wiederum die Hilfsdrosselspule angeschlossen ist, an deren mittleren Anzapfpunkt die Arbeitsleitung liegt. Es können auch die Teilsysteme aus mehreren Drosselspulen bestehen, von denen die erste an den Anzapfungen -des Transformators entlanggeschaltet wird, während _ die folgenden an Anzapfungen der vorhergehenden geschaltet werden.
In der Zeichnung sind eine Reihe von Ausführungsbeispielen veranschaulicht, ohne daß damit die Möglichkeiten erschöpft sind. Wesentlich für alle Anordnungen gemäß der Erfindung ist, daß das Doppelsystem derart an den Anzapfungen des Stufentransformators entlanggeschaltet wird, daß die beiden Teile zeitweise an derselben, zeitweise an aufeinanderfolgenden Anzapfungen des Transformators liegen.
Bei der Anordnung der Fig. x bedeutet t den Stufentransformator mit den Anzapfungen a b c d. Das Doppelsystem besteht aus den Drosselspulen t2,13 mit mittlerer Anzapfung, an denen die Enden der Drosselspule t1 liegen, an deren mittlere Anzapfung wiederum die Arbeitsleitung gelegt ist. An den Anzapfungen liegen vier Schalter p q y s parallel, von denen die Schalter P y zur Drosselspule t2, die Schalter q s zur Drosselspule t3 führen. Zunächst werden sämtliche Schalter p q r s der Anzapfung a cingeschaltet, es ergibt sich die -Spannung E. Wird nun der Schalter p -der Anzapfung a geöffnet und der Schalter p der Anzapfung b gcschlossen, so ergibt sich eine Spannung Jetzt wird der Schalter q der Anzapfung a geöffnet und der Schalter q der Anzapfung b geschlossen.. Es ergibt sich dann die Spannung Der Schaltvorgang vollzieht sich somit nach nachstehendem Schema:

Stufe eingeschaltete Hüpfer Spannung

a b c d

t @qrs E

2 qrs P F+-

__3__ ..y_s q E +

q. s. @. q r E + 4

5 - Pqys E+e

6 qys E+ 4

I3 ..................P.qy.s E+3e.

Ist die Zahl der Transformatoranzapfungen n, so ist die Zahl der erforderlichen Schalter, die als Hüpfer oder auf sonstige Weise ausgeführt sein können, = 4 n, die Zahl der erreichbaren Schaltstufen = q. n -3.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Teilsysteme aus je zwei Drosselspulen mit Anzapfungen bestehen, von denen die erste Drosselspule t2 bzw. t3 an den Anzapfungen a b c d des Transformators mittels der Schalter P q y s entlanggeschaltet wird, während die zweite Drosselspule t4 bzw. t, mit einem Ende fest an der Mitte der ersten Drosselspule liegt, währerd das andere Ende mittels der Schalter u v w bzw. x y z an Anfang, Mitte oder Ende der ersten Drosselspule gelegt werden kann. Um die Spannung E der untersten Stufe entsprechend der Spannung an der Anzapfung a zu erhalten, werden die Schalter P q y s der Anzapfung a eingelegt, ferner die Schalter u v w der Drosselspule 1. bzw. x y z der Drosselspule t3 geschlossen. Für die nächste Stufe wird der Schalter der Anzapfung a geöffnet und der Schalter der Anzapfung b - eingelegt. Ferner werden die Schalter v und w geöffnet. Es ergibt sich dann die Spannung zu Das vollständige Schema ist nachstehend wiedergegeben:

Stufe eingeschaltete Hüpfer t2 t3 Spannung

a b c d

x @qys uvw xyz E'

2 qys u xyz E+ e

8

3 qrs v xyz E+ e

4

qys w xyz E+ 8

5 y s q v y E + 8

6 s. @q y uvw x E+5e

8

7 s @qy uvw y E+ 8e

$ s qy uvw z E+ 8

g @qys 259)w xyz E+e

Es ergibt sich somit bei diesen Anordnungen, daß durch Verwendung des Doppelsystems die Zahl der Schaltstufen nahezu verdoppelt werden kann gegenüber dem einfachen System, ohne daß die Zahl der Anzapfungen oder Hüpfer vermehrt zu werden brauchte. Beträgt bei der Anordnung der Fig. 2 die Zahl der Transformatoranzapfungen wiederum n, so ist die erforderliche Zahl der Hüpfer q. n + 6, während die erreichbare Stufenzahl- .$ n - 7 beträgt. Während bei den Anordnungen nach Fig. z und 2 die Zahl der an den Anzapfungen parallel liegenden Schalter gleich der Zahl der an dem « Transformator entlangzuschaltenden Drosselspulenenden war, nämlich q., kann die Zahl der parallel liegenden Schalter auch vermindert werden, wie dies für die Drosselspulenanordnungen nach Fig. z und 2 die Fig. 3 und q. zeigen: Für die Anordnung nach Fig. 3, bei der die Teilsysteme aus Drosselspulen mit mittlerer Anzapfung bestehen, ergibt sich nunmehr folgendes Regelschema

Stufe eingeschaltete Hüpfer Spannung

- a b c d e f g h

i P q r s E+-

2

2 q y s P E .+ e

-, ys @q E+3e

s @q y E+2e

Beträgt die Zahl der Transformatoranzapfungen wiederum n, so beträgt die Zahl der Hüpfer 2 n, die Zahl der Stufen 2 n - 3. Um somit die gleiche Stufenzahl wie bei der Anordnung der Fig. i zu erhalten, muß die Zahl der Transformatoranzapfungen verdoppelt werden. Durch die weitergehende Unterteilung des Transformators entfällt aber auch auf die Schaltdrosselspule nur eine geringere Spannung, so daß diese Schaltdrosselspule kleiner ausfällt. Beispielsweise wird man bei der Anordnung nach Fig. i die Drosselspule t, für die Spannungsdifferenz b - a = e bemessen müssen, während bei der Anordnung nach Fig. 3 die Spannung, für die die Schaltdrosselspule t1 bemessen werden muß, entsprechend der größeren Unterteilung des Stufentransformators nur etwa halb so groß ausfällt. Man wird somit je nach den Spannungsverhältnissen und den Abmessungen, die sich für die Schaltdrosseln bzw, die Schalteinrichtungen ergeben, ferner für den Konstruktionsraum, der für die Transformatorausführungen und deren Isolierung erforderlich ist, entweder Anordnungen wählen, bei denen die Zahl der Transformatoranzapfungen größer, die Transformatorabmessungen somit kleiner sind, oder aber Anordnungen, bei denen die Zahl der Transformatoranzapfungen kleiner, die Abmessungen der Schaltdrosseln dagegen größer werden.

Die Anordnung nach Fig. 4 gibt das Drosselspulensystem nach Fig. 2 wieder, bei der die Teilsysteme aus je zwei Schaltdrosseln mit Anzapfungen bestehen, von denen die erste Drosselspule t2 bzw. t3 an den Anzapfungen des Transformators, die zweite Drosselspule, die mit einem Ende m bzw. .n fest an der Mitte der ersten Doppelspule t2 bzw. t3 -liegt, an den Anzapfungen der ersten t, bzw. t3 entlanggeschaltet wird. Das Schema der Regelung dieser Anordnung ist das nachstehende

Stufe b eingeschaltete Hüpfer a h u v W x y z Spannung

a

i q uv xy E

2 @q y _ ü xy F+ e

ä

3 @q ys u x E+ e

4

4 q ys v x E+3e

8

5 q y s v y E --f- i

6 @q .y s W y E+?e

8

% @q ys z- E+6e

g-

8 q ys vw z E+ g-

9 q 7s w z E+e

1o y s W y z E +. 9e

8

oder

ys vw yz E+e

1o ys w yz E+`@`@

5e

ii ,y s @q w E-E-

i2 y s .q v z E+islse

13 y s q v . y 1-+ iil,e.

Beträgt wiederum die Zahl der Transformatoranzapfungen n, so ergibt sich die erforderliche Zahl der Schalter zu, 2 n + 6, die erreichbare Stufenzahl zu 8,n - 7. Da n nunmehr doppelt so groß ist als bei der Anordnung nach Fig. 2, so zeigt sich, daß die Zahl der Transformatoranzapfungen zwar verdoppelt ist, die Zahl der Schalter sich jedoch nicht geändert hat. Anderseits hat sich nunmehr die Zahl der erreichbaren Schaltstufen mehr als verdoppelt.

Aus dem obenstehenden Schema dieser Regelung ergibt sich, daß nicht durchweg vier Schalter parallel geschaltet sind, sondern daß, um z. B. die unterste Spannungsstufe zu erreichen, lediglich zwei Schalter p q parallel liegen, in der nächsten Stufe drei Schalter. Dies ist unbedenklich, solange es sich nur darum handelt, diese Stufe als- Übergangsstufe kurzzeitig zu verwenden. Während der eigentlichen Regelstufeliegen immervier Schalter P q y s parallel, so daß diese Schalter für 114 des Arbeitsstromes bemessen werden können. Die gleiche Abmessung erhalten die Schalter u v w bzw. x y z, da liier immer zwei dieser Schalter und zwei feste Zuleitungen m n für den Arbeitsstrom parallel liegen.
Eine weitere Anordnung ist in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Bei dieser Anordnung besteht jedes Teilsystem aus einer Drosselspule t, bzw. t3, jedoch ist die Anzapfung, die zur Drosselspule t1 führt, nicht wie bei dem oben beschriebenen Beispiel in der Mitte von t2 bzw. t3 angeordnet, sondern aus der Mitte verschoben, beispielsweise derart, daß die Wicklung im Verhältnis von r : 2 unterteilt wird. Fig. 5 zeigt insbesondere die Anordnung, bei der an den Anzapfungen des Transformators vier Schalter parallel liegen, während bei der Anordnung nach Fig. 6 nur zwei Schalter parallel an jeder Transformatoranzapfung liegen. Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist weiter das Ende jeder Schaltdrosselspule t@ t3 mit zwei Schaltern u v bzw. x y versehen, um die Schaltdrosselspule wahlweise im einen oder anderen Sinne an zwei aufeinanderfolgende Transformatoranzapfungen anschließen zu können oder mit beiden Enden zusammen an eine Anzapfung des Transformators.

Das Regelschema der Fig. 5 ergibt sich zu folgendem

Stufe eingeschaltete Hüpfer Spannung

a b c d

z qrs E

2 q Y s E -f - b

'3 q y s E + 3

4 rs @q E+ i

5 @s qy E+ 3

6 qrs E+5e

7 @qys E+e.

Für die Zahl der Anzapfungen n ergibt sich die Zahl der erforderlichen Schalter zu 4 n, die Zahl der erreichbaren Stufen zu 6 -c - 5. Bei der Anordnung nach Fig. 6 dagegen, mit den Teilen I und II, ergibt sich für eine Zahl der Anzapfungen gleich n eine Zahl der Schalter 2 n + 8, die Zahl der erreichbaren Schaltstufen wiederum zu 6 n - 5. Das Regelschema ist folgendes

eingeschaltete Hüpfer I II Spannung

Stufe a b c d u v x y u v x y z @q u x u x E

2 @q y u y u x E+ie

6

3 @q ys u y u y E+ 3

4 q y s u y v x E + 2

5 @q ys vx vx E+ze

3

6 Pq ys vx v y E+56

ys q vx vx E+e

8 7s q v y vx E+7e

6

Re

g ysq vx vx E+ 6-

10 rs @q vx u y # E+3'

2

rz r s q u y ac y E + 5e

3

z2 r @q u> y u x E+Ite

6

13 . y ' @' I s y u y- E+26.

Die Zahl der Ausführungsmöglichkeiten ist durch die angeführten Beispiele nicht erschöpft. Weitere Beispiele sind denkbar. - So kann beispielsweise eine Vereinfachung dadurch erzielt werden, daß bei der Anordnung nach Fig. 2 die Drosselspulen t2 t3 mit einem Punkte fest aneinandergeschlossen werden und jede Anzapfung a b c nur drei parallel liegende Schalter erhält. Anderseits kann auch die in i/3 unterteilte Drosselspule der Fig. 5 und 6 mit einer weiteren Drosselspule mit mittlerer Anzapfung kombiniert werden, wobei beide Drosselspulen in der Weise geschaltet werden, wie es im Patent 286613 wiedergegeben ist. so daß also eine Drosselspule mit einem Ende an den Anzapfpunkt der anderen Drossel gelegt ist, während ihr anderes Ende ebenso wie die Enden der anderen Drosselspule zu den Enden des Transformators geführt ist.

Claims

PATENT-AN.sPRITcIIE: i. Schalteinrichtung zum 'Regeln der Spannung von Stufentransformatoren mittels ry eines'Doppelsystems von Schaltdrosseln, die an die beiden Enden einer weiteren Hilfsdrosselspule geschlossen sind, an deren Mittelpunkt die Arbeitsleitung gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelsystem derart an den Anzapfungen;des,Stufentransformators entlang geschaltet wird, daß die beiden Teile t2 bzw. t3 des Systems zeitweise an derselben, zeitweise an aufeinanderfolgenden Anzapfungen des Transformators liegen.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsysteme aus-zwei Schaltdrosselspulen mit Anschlußpunkt bestehen. g.
Schalteinrichtung nach Anspruch x und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußpunkt der Schaltdrosselspule in der Mitte angeordnet ist.
Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß entsprecheud der Zahl der Enden der am Transformator entlang zu schaltenden Schaltdrosselspulen Schalter parallel an dem Anzapfpunkt des Transformators liegen.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilsysteme je aus zwei Schaltdrosseln mit Anzapfung bestehen, von denen die erste (t2 bzw. t3) . an den Anzapfungen des Transformators entlang geschaltet wird, die zweite Schaltdrosselspule (t4 bzw. t6) mit einem Ende fest an der mittleren Anzapfung der ersten liegt, während das andere Ende an Anfang, Mitte oder Ende der ersten Drosselspule gelegt werden kann. '
6. Schalteinrichtung nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß,, die beiden ersten Drosselspulen der Teilsysteme mit je einem Ende fest miteinander verbunden sind. Schalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Anzapfungen des Transformators drei Schalter parallel liegen. B. Schalteinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußpunkt der Drosselspule des Teilsystems die Wicklung im Verhältnis i : 2 unterteilt. g. Schalteinrichtung nach Anspruch = und 2 oder 5 oder '8, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Anzapfung des Transformators zwei Schalter parallel liegen, die je zu 'einem Ende je einer Schaltdrosselspule des Doppelsystems führen. io. Schalteinrichtung nach Anspruch 8 und g, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Schaltdrosselspulen des Teilsystems je zwei Schalter liegen, um die Schaltdrosselspulen wahlweise im einen oder anderen Sinne an zwei aufeinanderfolgende Transformatoranzapfungen legen zu können oder mit beiden Enden zugleich an eine Transformatoranzapfung.