DE3832919C2

DE3832919C2 - Load selector for changing the transformation ratio of three-phase transformers with delta-connected windings

Info

Publication number: DE3832919C2
Application number: DE19883832919
Authority: DE
Inventors: Werner Widmann
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2008-09-29
Also published as: DE3832919A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Lastwähler zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses von Drehstromtransformatoren mit unterbrechungsloser Umschaltung der Ströme von im Dreieck geschalteten Wicklungen gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Ein solcher Lastwähler ist aus der EP 0 120 379 B1 bekannt.The invention relates to a load selector for changing the Ratio of three-phase transformers with uninterrupted switching of the currents in a triangle switched windings according to the preamble of the first Claim. Such a load selector is from the EP 0 120 379 B1 known.

Lastwähler haben gegenüber den üblichen Stufenschalteinrichtungen den wesentlichen Vorteil, daß auch bei einer Dreiecksschaltung die Kontakte und Schalter für alle drei Phasen in einer einzigen Säule untergebracht werden können. Bei üblichen Stufenschalteinrichtungen mit gesondertem Lastschalter ist dies vor allem deshalb nicht möglich, weil die hierbei erforderlichen großen Abstände zwischen den Lastschalterkontakten unterschiedlicher Phasen innerhalb desselben Lastschalters nicht realisierbar sind.Load selectors have compared to the usual tap changers the main advantage that even with a Delta connection the contacts and switches for all three Phases can be accommodated in a single column. With conventional tap changers with separate This is mainly not possible because of the load switch the large distances required between the Load switch contacts of different phases within same switch are not feasible.

Bei dem durch die EP 0 120 379 B1 bekannten Lastwähler sind die mit Anzapfungen jeweils einer Feinstufenwicklung verbundenen festen Kontakte einer Phase in je einer Ebene auf einem Kreis angeordnet, um dessen Mittelpunkt bewegliche Kontakte geschwenkt werden und dabei unter Last von Stufe zu Stufe weiterschalten. Zusätzlich zu diesen die Anzapfungen der Feinstufenwicklungen schaltenden Kontakte sind mit diesen zusammen in derselben Kammer Vorwählerkontakte untergebracht. Insbesondere bei Dreiecksschaltungen der Feinstufenwicklung sind diese Vorwählerkontakte jeweils nahe den derselben Phase zugeordneten Feinstufenkontakte vorgesehen.In the load selector known from EP 0 120 379 B1 the one with taps each a fine stage winding connected fixed contacts of a phase in each level arranged in a circle around its center movable Contacts are swiveled and under load from level to Step forward. In addition to these the taps of the Contacts switching fine stage windings are with these preselector contacts housed together in the same chamber. Especially with delta connections of the fine stage winding these selector contacts are each close to the same phase assigned fine stage contacts provided.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Kontaktanordnung für Lastwähler besteht jedoch darin, daß zur Beherrschung von Spannungen über 110 kV unter Umständen zu große Bauhöhen auftreten würden.A major disadvantage of the known contact arrangement for However, load selector is that to master Voltages over 110 kV may be too high Heights would occur.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen auch bei einer Dreiecksschaltung von Transformatorwicklungen für Nennspannungen bis zu 400 kV verwendbaren Lastwähler zu schaffen, dessen Bauhöhe in der gleichen Größenordnung liegt wie die Bauhöhe von sternpunktseitig angeordneten Wählern oder Lastwählern oder wie die Bauhöhe von Transformatoraktivteilen.The invention is therefore based on the object, one at a delta connection of transformer windings for Nominal voltages up to 400 kV usable load selector too create whose overall height is of the same order of magnitude such as the height of voters located on the star point or Load selectors or how the height of active transformer parts.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Lastwähler der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention, this task is performed by a load selector initially mentioned type by the characteristics of the characteristic Part of the first claim solved. The subclaims contain advantageous developments of Invention.

Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung der Vorwählerkontakte jeweils einer Phase auf einem der Scheitelpunkte der Ellipse. Dabei sind die Vorwählerkontakte einer ersten Phase einem die beiden Kammern voneinander trennenden Zwischenflansch eng benachbart, liegen auf einem Hauptscheitelpunkt der Ellipse und die Vorwählerkontakte der beiden anderen Phasen sind in gleicher Höhe am entgegengesetzten Ende der weiteren Kammer angeordnet und sind um einen Winkel von mehr als 120° gegeneinander versetzt. Oder die Vorwählerkontakte einer ersten Phase liegen auf einem Nebenscheitelpunkt der Ellipse und sind auf dem Isolierzylinder in halber Höhe zwischen den Vorwählerkontakten der zweiten und der dritten Phase angeordnet.An arrangement of the preselector contacts is particularly advantageous one phase each on one of the vertices of the ellipse. Here The selection contacts of a first phase are one of the two Intermediate flange separating chambers from each other, lie on a major vertex of the ellipse and the Selector contacts of the other two phases are the same Height arranged at the opposite end of the further chamber and are at an angle of more than 120 ° to each other transferred. Or the selection contacts of a first phase are on a minor vertex of the ellipse and are on the Insulating cylinder halfway between the preselector contacts the second and third phase.

Die erfindungsgemäße Kontaktanordnung für Lastwähler ist vor allem dadurch vorteilhaft, daß zur Erzeugung der erforderlichen Kontaktabstände das gesamte Volumen der weiteren Kammer genutzt wird, so daß unter Verzicht auf eine Vergrößerung des Durchmessers des Isolierzylinders und ohne wesentliche Zusatzanforderungen an die Bauhöhe auch für höchste Nennspannungen die erforderlichen Kontaktabstände gewährleistbar sind.The contact arrangement according to the invention for load selectors is before all advantageous in that the generation of required contact distances the entire volume of another chamber is used, so that without a Increase in the diameter of the insulating cylinder and without essential additional requirements for the overall height also for highest nominal voltages the required contact distances can be guaranteed.

Zwar ist es aus der US-PS 4 595 806 bereits bekannt, für die Aufnahme der Wählerkontakte einerseits und der Vorwählerkontakte andererseits getrennte Kammern vorzusehen, bei der bekannten Lösung wird dies jedoch durch zwei getrennte Isolierzylinder erreicht, die durch einen Flansch in Längsachse miteinander fluchtend verbunden sind.It is already known from US Pat. No. 4,595,806 for which Establishing contacts on the one hand and the On the other hand, preselector contacts to provide separate chambers, in the known solution, however, this is separated by two Insulated cylinder achieved by a flange in Longitudinal axis are aligned with each other.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:Two embodiments of the invention are based on one Drawing explained in more detail. In detail show:

Fig. 1 eine Dreiecksschaltung von Transformatorenwicklungen; . Figure 1 shows a delta connection of transformer windings;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Lastwähler für einen Dreiphasentransformator;2 shows a longitudinal section through a load selector for a three-phase transformer.

Fig. 3 einen Schnitt gemäß III-III in Fig. 2; Fig. 3 is a section along III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV in Fig. 2; Fig. 4 is a section along IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt gemäß V-V in Fig. 2;5 shows a section according to V-V in Fig. 2.

Fig. 6 wiederum einen Längsschnitt durch einen Lastwähler für einen Dreiphasentransformator; Figure 6 again shows a longitudinal section through a load selector for a three-phase transformer.

Fig. 7 einen Schnitt gemäß VII-VII in Fig. 6; Fig. 7 is a section along VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt gemäß VIII-VIII in Fig. 6; Fig. 8 is a section according to VIII-VIII in Fig. 6;

Fig. 9 einen Schnitt gemäß IX-IX in Fig. 6 und Fig. 9 is a section along IX-IX in Fig. 6 and

Fig. 10 einen Schnitt gemäß X-X in Fig. 6. Fig. 10 shows a section according to XX in Fig. 6.

Einander entsprechende Bauteile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding components are in all figures with the provided with the same reference numerals.

In der Dreiecksschaltung gemäß Fig. 1 ist für jede Phase eine Stammwicklung U1, V1 bzw. W1, eine Grobstufenwicklung U2, V2 bzw. W2 sowie eine Feinstufenwicklung U3, V3 bzw. W3 vorgesehen. Die Feinstufenwicklungen U3 und V3 sind an einem ihnen gemein samen Dreieckspunkt unmittelbar miteinander elektrisch verbun den. Die elektrische Verschaltung der jeweils derselben Phase zugeordneten Wicklungen erfolgt innerhalb des Lastwählers.In the delta connection shown in FIG. 1 is a main winding U1, V1 and W1, a coarse tap winding U2, V2 and W2, respectively, and a fine tap winding U3, V3 and W3, respectively provided for each phase. The fine-stage windings U3 and V3 are directly electrically connected to one another at a common triangle point. The electrical connection of the windings assigned to the same phase takes place within the load selector.

Auf einem zylindrischen Mantel 6 aus Isolierwerkstoff sind in rechtwinklig zur Mantelachse angeordneten Ebenen 1-5 und 4′ feste Kontakte 8 befestigt, die galvanisch mit den nicht näher bezeichneten Wicklungsausleitungen der Grobstufenwicklungen U2, V2 bzw. W2 sowie der Feinstufenwicklungen U3, V3 bzw. W3 in nicht näher dargestellter Art und Weise verbunden sind.On a cylindrical jacket 6 made of insulating material are fixed in planes arranged at right angles to the jacket axis 1-5 and 4 ' fixed contacts 8 , which are galvanically with the winding leads of the coarse step windings U2, V2 or W2 and the fine step windings U3, V3 or W3 are connected in a manner not shown.

Die Wicklungsausleitungen der Feinstufenwicklung U3 sind den festen Kontakten 8 in der Ebene 1 und die Wicklungsausleitungen der Feinstufenwicklung V3 sind den festen Kontakten 8 in der Ebene 2 zugeordnet. Da zwischen den festen Kontakten 8 der Ebene 1 und denen der Ebene 2 maximal die miteinander verkette ten Spannungen der Feinstufenwicklungen U3 und V3 auftreten, ist der Abstand zwischen diesen beiden Ebenen entsprechend der vergleichsweise niedrigen Spannungsbelastung relativ klein.The winding rejects of the fine stage winding U3 are assigned to the fixed contacts 8 in level 1 and the winding rejects of the fine stage winding V3 are assigned to the fixed contacts 8 in level 2 . Since between the fixed contacts 8 of level 1 and those of level 2 at most the interlinked voltages of the fine-stage windings U3 and V3 occur, the distance between these two levels is relatively small in accordance with the comparatively low voltage load.

Die Wicklungsausleitungen der Feinstufenwicklung W3 sind mit den festen Kontakten in der Ebene 3 des Mantels 6 elektrisch verbunden. Zwischen den Wicklungsausleitungen der Feinstufen wicklung W3 einerseits und andererseits den Wicklungsauslei tungen der Feinstufenwicklungen U3 und V3 liegt die volle verkettete Dreiecksspannung, so daß zur Gewährleistung der erforderlichen Spannungsfestigkeit der senkrechte Abstand zwischen den Ebenen 2 und 3 entsprechend groß ausgelegt ist. Der Abstand zwischen den Ebenen 2 und 3 ist daher wesentlich größer als der Abstand zwischen den Ebenen 1 und 2.The winding leads of the fine stage winding W3 are electrically connected to the fixed contacts in level 3 of the jacket 6 . Between the winding rejects of the fine stage winding W3 on the one hand and on the other hand the winding lines of the fine stage windings U3 and V3 is the full chained triangular voltage, so that to ensure the required dielectric strength, the vertical distance between levels 2 and 3 is designed accordingly large. The distance between levels 2 and 3 is therefore much larger than the distance between levels 1 and 2 .

Die drei Ebenen 1, 2 und 3 sind Horizontalschnitte durch eine von dem Isolierzylinder 6 gebildete Kammer 17, die oben durch eine Maltesergetriebe 13 und 14 tragende, nicht näher bezeichnete Platte und unten durch einen Zwischenflansch 15 verschlossen ist. Unterhalb des Zwischenflansches 15 umfaßt der Isolierstoffzylinder 6 eine weitere Kammer 18, deren untere Begrenzung von einer Platte mit Öffnungen 19 dargestellt ist. Die Kammer 18 wird von horizontalen Ebenen 4, 5 und 4′ geschnitten.The three levels 1, 2 and 3 are horizontal sections through a chamber 17 formed by the insulating cylinder 6 , which is closed at the top by a Maltese transmission 13 and 14 bearing plate, not specified, and at the bottom by an intermediate flange 15 . Below the intermediate flange 15, the insulating cylinder 6 comprises a further chamber 18 , the lower limit of which is represented by a plate with openings 19 . The chamber 18 is cut from horizontal planes 4, 5 and 4 ' .

Die Wicklungsausleitungen der Grobstufenwicklungen U2 , V2 und W2 sind bei der Anordnung gemäß Fig. 2 mit den festen Vorwähler kontakten 8.1 in den Ebenen 4 und 5 und bei der Anordnung gemäß Fig. 6 mit den festen Kontakten 8.1 in den Ebenen 4, 5 und 4′ verbunden. Die von den drei Phasen jeweils einander entsprechen den festen Vorwählerkontakte 8.1 der Ebenen 4, 5 und 4′ liegen zusätzlich jeweils in einer Ebene 10, die die Geräteachse in einem spitzen Winkel schneidet und in der die festen Vorwähl kontakte 8.1 jeweils auf einer Ellipse angeordnet sind und ein annähernd gleichseitiges Dreieck bilden. Das heißt, die jeweils mittleren der festen Kontakte 8.1 in den Ebenen 4, 5 und 4′ liegen in der Ebene 10 auf einer Ellipse. Desgleichen liegen sowohl die im Uhrzeigersinn vor als auch die im Uhrzeigersinn nach den mittleren Vorwählerkontakten 8.1 liegenden Vorwähler kontakte jeweils in einer Ebene auf einer Ellipse. Dadurch wird der für die Ebenen 4, 5 und 4′ zur Verfügung stehende Raum in der weiteren Kammer 18 unterhalb der die Ebenen 1, 2 und 3 umfassenden Kammer 17 vorhandene Raum optimal ausgenutzt. Dies erfolgt, indem in jeder Ellipse jeweils ein Vorwählerkontakt 8.1 auf einem ihrer Scheitelpunkte liegt. The winding leads of the coarse step windings U2, V2 and W2 are in the arrangement according to FIG. 2 with the fixed selection contacts 8.1 in levels 4 and 5 and in the arrangement according to FIG. 6 with the fixed contacts 8.1 in levels 4, 5 and 4 ' Connected. The three phases each correspond to the fixed selection contacts 8.1 of the levels 4, 5 and 4 ' are each in a plane 10 , which intersects the device axis at an acute angle and in which the fixed selection contacts 8.1 are each arranged on an ellipse and form an almost equilateral triangle. That is, the respective middle of the fixed contacts 8.1 in levels 4, 5 and 4 ' are in level 10 on an ellipse. Likewise, both the clockwise and the clockwise contacts located after the middle selector contacts 8.1 are each in one plane on an ellipse. As a result, the available space for levels 4, 5 and 4 ' in the further chamber 18 below the levels 1, 2 and 3 comprising chamber 17 is optimally used space. This is done by having a preselector contact 8.1 in each ellipse on one of its vertices.

Dabei liegt bei der Ausführung gemäß den Fig. 2 bis 5 ein Vorwählerkontakt 8.1 auf einem der Hauptscheitelpunkte der Ellipse in der Ebene 4 und die beiden anderen Vorwählerkontakte 8.1 liegen in gleicher Höhe in der Ebene 5, wobei sie gegeneinander um mehr als 120°, maximal um 180° gegeneinander versetzt sind. Gleichzeitig bilden einander entsprechende Vorwählerkontakte der drei Phasen die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks.In this case lies in the embodiment of FIGS. 2 to 5, a preselector 8.1 on one of the principal vertex of the ellipse in the plane 4 and the other two preselector 8.1 are at the same height in the plane 5, in which against each other by a maximum of more than 120 °, are offset from each other by 180 °. At the same time, corresponding preselector contacts of the three phases form the corners of an equilateral triangle.

Bei der Anordnung gemäß den Fig. 6 bis 10 liegen die Vorwähler kontakte 8.1 einer Phase auf einem der Nebenscheitelpunkte der Ellipse in der Ebene 5 und von den beiden anderen Phasen liegen die Vorwählerkontakte 8.1 einer Phase in der Ebene 4 und die der dritten Phase in der Ebene 4′. Die jeweils einander entspre chenden, beispielsweise die mittleren Vorwählerkontakte 8.1, liegen auch hier wieder auf der Ellipse und bilden gleichzeitig die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks.In the arrangement according to FIGS. 6 to 10, the selection contacts 8.1 of a phase lie on one of the secondary vertices of the ellipse in level 5 and of the other two phases, the selection contacts 8.1 of a phase are in level 4 and those of the third phase in Level 4 ′ . The respective corre sponding, for example the middle selector contacts 8.1 , are again on the ellipse and at the same time form the corner points of an equilateral triangle.

Für jede der Ebenen 1, 2 und 3 ist je ein beweglicher Kontakt 7 vorgesehen, der in nicht näher dargestellter Art und Weise ohne Stromunterbrechung jeweils von einem festen Kontakt 8 zum nächsten schwenkbar ist. Alle drei beweglichen Kontakte 7 werden dabei von einem ihnen gemeinsamen Rohr 12 mit großem Durchmesser aus Isolierwerkstoff getragen.For each of the levels 1, 2 and 3 , a movable contact 7 is provided, which can be swiveled from one fixed contact 8 to the next in a manner not shown, without interrupting the current. All three movable contacts 7 are carried by a common tube 12 with a large diameter made of insulating material.

Die Vorwählerkontakte 8.1 in den Ebenen 4, 5 und 4′ arbeiten mit beweglichen Kontaktbrücken 9 zusammen, die jeweils einander benachbarte in derselben Ebene liegende Vorwählerkontakte 8.1 galvanisch miteinander verbinden können. Die Kontaktbrücken 9 werden dabei von einem Rohr 11 aus Isolierwerkstoff und mit kleinerem Durchmesser getragen. Zum Antrieb der Rohre 11 und 12 dienen Maltesergetriebe 13 und 14. Dabei ist durch entsprechen de Auslegung der Maltesergetriebe 13 und 14 gewährleistet, daß das Rohr 11 nur bei bestimmten Schaltschritten des Rohres 12 mitgenommen wird und im übrigen bei Betätigungen des Rohres 12 in seiner jeweiligen Position stehen bleibt. The preselector contacts 8.1 in the levels 4, 5 and 4 ' work together with movable contact bridges 9 , each of which can adjoin adjacent preselector contacts 8.1 in the same plane. The contact bridges 9 are carried by a tube 11 made of insulating material and with a smaller diameter. Geneva gear 13 and 14 are used to drive the tubes 11 and 12 . It is ensured by appropriate design of the Geneva gear 13 and 14 that the tube 11 is taken only in certain switching steps of the tube 12 and otherwise stops when the tube 12 is actuated in its respective position.

Zur Erzielung geringstmöglicher Lagerbelastungen sind sowohl das Rohr 11 als auch das Rohr 12 an ihren Enden und in dem Zwischenflansch 15 in Wälzlagern 16 gelagert.To achieve the lowest possible bearing loads, both the tube 11 and the tube 12 are supported at their ends and in the intermediate flange 15 in roller bearings 16 .

Ein nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß von einander entsprechenden Vorwählerkon takten 8.1 einer auf einem der Hauptscheitelpunkte und die beiden anderen auf je einem Nebenscheitelpunkt der Ellipse liegen.An embodiment of the invention, not shown, is that of corresponding Vorwählerkon clock 8.1 one on one of the main vertices and the other two are each on a secondary vertex of the ellipse.

Claims

1. Load selector for changing the transformation ratio of three-phase transformers with uninterrupted switching of the load currents of windings connected in a delta

- The fixed selector contacts ( 8 ) of each of the three phases are each distributed in a plane perpendicular to the device axis ( 1, 2, 3 ) on the circumference of an insulating cylinder ( 6 ) and
- a selection is provided to enlarge the adjustable change range, the fixed selection contacts ( 8.1 ) for each phase of which are also arranged on planes ( 4, 5, 4 ' ) at right angles to the device axis,
characterized,
- That on the entire length of the same diameter insulating cylinder ( 6 ) coaxially below a chamber ( 17 ) for the selector contacts ( 8 ), a further chamber ( 18 ) for receiving the preselector contacts ( 8.1 ) is provided, and
- That the corresponding preselector contacts ( 8.1 ) of the three phases each lie on a plane intersecting the device axis at an acute angle ( 10 ), ie on an ellipse, and thereby form the corners of an approximately equilateral triangle.

2. Load selector according to claim 1, characterized in that the pre selector contacts ( 8.1 ) are each at least one phase on one of the vertices of this ellipse.

3. Load selector according to claim 1 or 2, characterized in that the pre-selector contacts ( 8.1 ) a first phase one of the two chambers ( 17 , 18 ) separating intermediate flange ( 15 ) are closely adjacent and are on one of the main vertices of the ellipse, and that the preselector contacts ( 8.1 ) of the two other phases are arranged at the same height at the opposite end of the further chamber ( 18 ) and are offset from one another by an angle of more than 120 °.

4. Load selector according to claim 3, characterized in that the axial distance of the preselector contacts ( 8.1 ) of the second and the third phase of which the first phase is equal to 0.8 times the diameter of the insulating cylinder ( 6 ), and that the preselector contacts ( 8.1 ) the second and third phases are circumferentially offset by 180 ° to each other ( Fig. 2-5) and lie on the two secondary vertices of the ellipse.

5. Load selector according to claim 1 or 2, characterized in that the pre selector contacts ( 8.1 ) lie on a secondary vertex point of the ellipse and on the insulating cylinder ( 6 ) halfway between the preselector contacts ( 8.1 ) of the second and third Phase are arranged ( Fig. 6-10).

6. Load selector according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the intermediate flange ( 15 ) at least one roller bearing ( 16 ) for guiding the movable contacts ( 7 , 9 ) of the selector and the preselector supporting shafts ( 11 , 12 ) and a seal for mutually sealing the two chambers ( 17 , 18 ) from one another is provided.

7. Load selector according to one of claims 1 to 6, characterized in that a bottom of the further chamber ( 18 ) has openings ( 19 ).