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Einrichtung zum Umschalten zweier Anzapfungen eines Stufentransformators
während des Betriebes durch zwei gegenläufig bewegte Leistungsschalter-mit Vorkontakten
Zur Umschaltung der Anzapfungen von Transformatoren sind verschiedne Methoden bekannt
.geworden. Meist wird die Weiterschaltung von einer zur anderen Anzapfung mit Hilfe
von überbrückungswiderständen und Leistungsschaltern. bewirkt.
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Die bisher bekannten, auf diesem Prinzip beruhenden Umschalter zum'Wechseln
zweier Transformatoranzapfungen während des normalen Betriebes benötigen zur Ausfühmng
eines vollständigen Umschaltvorgangs außer den Leistungsschaltern und .einem oder
mehreren Widerständen noch der Beihilfe eines Stufenwählers oder Kontaktschlittens.
Dies ist z. B. bei der aus dien Veröffentlichungen von W e c h m a n n »Der elektrische
Zugbetrieb der Deutschen Reichsbahn« bekannten Umschaltvorrichtung der Fall, die
im übrigen, wie auch der Erfindungsgegenstand, mit zwei gegenläufig bewegten Leistungsschaltern
arbeitet. Ihren Grund hat diese Tatsache ,darin., daß Leistungsschalter und Widerstände
in den bisher bekannten Kombinationen in einem Arbeitsgang nur einen teilwegen Umschaltvorgang
auszuführen imstande sind. Die durch die Zuhilfenahme des Stufenwählers oder Kontaktschlittens
bedingte zwangläufige Abhängigkeit der zeitlich aufeinanderfolgenden Schaltvorgänge
führt einerseits zu einer kinematisch komplizierten Ausführungsform und anderseits
zu einer verhältnismäßig langen Umschaltzeit. Beide Umstände setzen die Betriebssicherheit
unerwünscht herab, da ersterer mechanische Defekte begünstigt und letzterer den
Überschaltwiderstand zu lange der Gefahr einer Zerstörung durch Überspannungen und
Überströme, die während der Dauer des Umschaltvorgangs auftreten, aussetzt.
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Der nachstehend beschriebene Umschalter für Transformatoranzapfungen
vermeidet diese Nachteile dadurch, :daß @er infolge der Ausrüstung seiner gegenläufig
bewegten Leistungsschalter mixt Vorkontakten und überschaltwiderständen befähigt
ist, in einem einzigen Schaltvorgang eine vollständige Umschaltung von eigner Transformatoranzapfung
zur anderen. zu bewerkstelligen. Es genügt somit zum Überschreiten der gefahrbringenden
Schaltzustände eine einzige, beliebig kurzzeitig ausführbare Schaltbewegung des
Umschalters allein. Erst beim Umschalten auf weitere Anzapfungen wird ein Stufenwähler
oder Kontaktschlitten benötigt. Diesem fällt jedoch nur noch eine den Betrieb nicht
gefährdende Aufgabe zu, nämlich den außer Betrieb befindlichen Umschalterpol mit
der ,nächsten Anzapfung zu verbinden, ohne an dem Betriebsschaltzustand etwas zu
ändern.
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Die in den Abb. t und a dargestellten Umschalter für einphasige Transformatoren
bestehen aus zwei miteinander gekuppelten Leistungsschaltern S1 und S., die zum
Zwecke
der vorübergehenden Einschaltung der Widerstände Wi,
14,2, W3, W4 nach Art der bekannten Systeme mit Vorkontakten V1, V2,
V3, V4 ausgerüstet sind. Die beiden. Schalter können als Luft- oder ölschalter ausgeführt
und im letzteren Falle in gemeinsamen oder in getrennten ölgefäßen untergebracht
sein. Beide Schalter sind so miteinander gekuppelt, daß der eine Schalter ausgeschaltet
ist, während sich der andere in,der »Ein«-SteUung befindet und umgekehrt. In .der
Mittelstellung zwischen »Ein« und »Aus« sind bei beiden Schaltern die Hauptkontakte
ausgeschaltet und die Vorkontakte neingeschaltet. Der Umschaltvorgang von einer
Anzapfung a zur folgenden Anzapfung b vollzieht sich wie folgt: Ist, wie gezeichnet,
der Schalter S1 eingeschaltet, so ist die Ableitung direkt über die Hauptkontakte
mixt der Anzapfunga verbunden. Bei der »Aus«-Bewegung besteht die Verbindung zunächst
über die Vorkontakte, V1, V2 und Widerstände W1, W." .des gleichen Schalters weiter.
In. der Mittelstellung sind auch die Vorkontakte des Schalters 52 eingeschaltet,
so daß außer dem beiden Anzapfungen zu gleichen Teilen entnommenen Betriebsstrom
ein Kurzschlußstrom von der Anzapfung a über die Vorkontakte Vi, V2, V3, V4 und
Widerstände W1, W2, W3, W4 beider Schalter 5l und S2 nach der Anzapfung b fließt.
Dieser Kurzschlußstrom wird durch das öffnen der Vorkontakte an dem Schalter S,
unterbrochen. Gleichzeitig ist die Ableitung nur noch über die Vorkontakte V3, V4
und Widerstände Ws, W4 des Schalters S2 mit der Anzapfung b
verbunden.
Die Überbrückung auch dieser Widerstände geschieht bei .der Weiterbewegung durch
die Einschaltung der Hauptkontakte des Schalters S2 in der Endstellung.
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In gleicher Weise kann durch @entgegengesetzte Schaltbewegung die
Rückschaltung von der Anzapfung b nach a bewirkt werden.
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Die Anwendung zweier mit Vorkontäkten versehener Leistungsschalter
ist jedoch nicht nur auf die in den Abb. i und 9- gezeichnete Kombination beschränkt.
Die Zahl der Haupt-und Vorkontakte sowie der Widerstände kann vielmehr, wie es auch
im Schalterbau üblich ist, vermehrt oder vermindert werden. Ebenso können die Widerstände
deseinen Schalters ganz fortgelassen :oder zeitweise überbrückt werden. Eine solche
Maßnahme, wird u. a. notwendig; werm die Forderung gestellt wird, daß der überschaltwid@erstand
jeweils nur an der die höhere Spannung führenden Anzapfung liegen. soll.
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An Stelle der Verwendung von Vorkontakben für die vorühergebende Einschaltung
der Widerstände empfiehlt @es sich in gewissen Fällen, meist aus rein praktischen
oder konstruktiven Gründen, seinen besonderen Leistungsschalter für .diesen Zweck
anzuordnen. Eine solche Kombination isst aus der Abb.3 zu,ersehen. Bei dieser werden,
um eine Ausführungsart herauszugreifen, drei Schalter S1, 'S2 und S3 so bewegt,
daß, wenn Schalter S1 sich in der »Ein«-Stellung befindet, Schalter S3 ausgeschaltet
ist und Schalter S2 eine mittlere Stellung innehat. Bei einer Umschaltung in dem
gezeichneten Drehsinn um i8o° werden die drei Schalter derart hintereinander geschlossen
@bzw. wieder geöffnet, daß je zwei Schalter vorübergehend gleichzeitig in der »Ein«-Stellung
sich befinden.
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Der überschaltvorgang ist danach folgender i. Ableitung L über Schalter
Si mit Anzapfung a verbunden; 2. Anzapfung a über Schalter S1 und S2 und Widerstand
W mit Anzapfung b verbunden; 3. Ableitung Z über Schalter S2 und Widerstand
W mit Anzapfung b verbunden; q.. Ableitung L über Schalter
53 direkt mit b
verbunden.
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Auch bei dieser Schalteinrichtung sind andere Kombinationen von Leistungsschaltern
und Widerständen möglich, sofern sie die Bedingungen erfüllen, die an die Anwendung
dreier, wie vorstehend beschrieben, miteinander bewegter Leistungsschalter geknüpft
sind.
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Die beiden vorbeschriebenen Umschaltvorrichtungen für Einphasentransformatorein
lassen sich sinngemäß auch für die Umschaltung der Anzapfungen mehrphasiger Transformatoren
anwenden, wenn man in jede Phase eine solche Vorrichtung einbaut. Hierbei können.
die Umschaltvorrichtungen der .einzelnen Phasen in einem gemeinsamen Gefäß oder
getrennt angeordnet und gemeinsam oder getrennt bewegt und betätigt werden.
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Die im vorstehenden beschriehenen Vorrichtungen: sind zur Umschaltung
der Anzapfüngen jeglicher Art von Transformatoren bestimmt. Ihre Anwendung, die
in .den Abb. i und 3 auf nur zwei Anzapfungen a und b beschränkt ist, läßt sich
jedoch auf beliebig viele Anzapfungen ausdehnen, indem man durch einen. Stufenwähler
das jeweils ausgeschaltete Schaltelement mit der nächsthöheren j oder nächstniederen
Transformatoranzapfung verbindet und dann 'den Umschalter auf dieses Schaltelement
umlegt.