DE486869C

DE486869C - Switching arrangement for transformers

Info

Publication number: DE486869C
Application number: DEM93767D
Authority: DE
Original assignee: Dr Paul Meyer AG
Current assignee: Dr Paul Meyer AG
Priority date: 1926-03-21
Filing date: 1926-03-21
Publication date: 1929-11-29

Description

Schaltanordnung für Transformatoren Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung für Transformatoren mit einem dauernd in Betrieb befindlichen Transformator und einer Anzahl weiterer Transformatoren, die mittels thermischer Abbilder in Abhängigkeit von der Belastung zu- und abgeschaltet werden.Switching arrangement for transformers The invention is a Switching arrangement for transformers with a transformer that is continuously in operation and a number of other transformers, which are dependent on thermal replicas can be switched on and off by the load.

Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die thermischen Abbilder, die den späteren Transformatoren zugeordnet sind, von der Erwärmung des ersten Transformators dadurch abhängig gemacht werden, daß sie außer den vom zugehörigen Transformator gespeisten Heizwicklungen auch noch Heizwicklungen enthalten, die von den Strömen des ersten Transformators gespeist werden.The main feature of the invention is that the thermal Images, which are assigned to the later transformers, of the heating of the first transformer are made dependent on the fact that they are except for the associated Transformer-fed heating windings also contain heating windings that be fed by the currents of the first transformer.

Nach weiterer Erfindung sind die Transformatoren mit magnetischen Kurzschlußauslösungen versehen, deren Auslösezeit in der gleichen Reihenfolge nach unten gestaffelt ist, wie die Zuschaltung erfolgt.According to another invention, the transformers are magnetic Short-circuit releases are provided, their release times in the same order below is staggered how the connection takes place.

Schließlich sind die Transformatoren noch mit Spannungsabfallrelais an-sich bekannter Art versehen. Dadurch werden bei sehr starkem Spannungsabfall weitere Einheiten schon zugeschaltet, wenn die Gefahrentempteratur noch nicht erreicht ist, zum Zwecke, länger andauernde Spannungsabsenkungen zu vermeiden.Finally, the transformers have voltage drop relays of a known type. This will be in the event of a very strong voltage drop further units have already been switched on if the dangerous temperature has not yet been reached is to avoid prolonged voltage drops.

Die Ein- und Ausschaltung von Transformatoren in Abhängigkeit von Kontaktvorrichtungen, die von der Öltemperatur des Transformators abhängig sind, ist bekannt. Bei starken Überlastungen könnten aber die Wicklungen eines Transformators längst Schaden erleiden, bevor sich die Temperatur des Öls nennenswert geändert oder eine Höhe erreicht hat, die bei dauernder Vollbelastung entstehen würde. In diesem Falle können die Spulen verbrennen, ohne daß der Transformator entlastet wird. Dieser Nachteil wird bei Anwendung thermischer Abbilder als Auslöseorgane vermieden, weil diese den Temperaturschwankungen des zu schützenden Urbildes - fast augenblicklich folgen.Switching transformers on and off depending on Contact devices that depend on the transformer oil temperature, is known. In the event of severe overloads, however, the windings of a transformer suffer damage long before the temperature of the oil changes significantly or has reached a level that would result from permanent full exposure. In in this case the coils can burn up without the transformer being relieved will. This disadvantage becomes when thermal images are used as triggering organs avoided, because these the temperature fluctuations of the prototype to be protected - almost follow immediately.

Es kommt aber nicht auf die Anwendung eines thermischen Abbildes allein an, die an sich schon bekannt ist, sondern darauf, daß jeder Transformator mit einem thermischen Abbild zusammenarbeitet, und die thermischen Abbilder unter sich in die richtige Beziehung gesetzt sind.However, it is not just a matter of applying a thermal image on, which is already known in itself, but on the fact that every transformer with a thermal image works together, and the thermal images among themselves in the right relationship is set.

Auf der Zeichnung ist in Abb. z eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit zwei zuschaltbaren Transformatoren dargestellt, während Abb. i eine bekannte Anordnung mit einem zuschaltbaren Transformator darstellt.On the drawing in Fig. Z is an example of an embodiment of the subject invention shown with two switchable transformers while Fig. I shows a known arrangement with a switchable transformer.

In Abb. i bedeutet i den dauernd in Betrieb befindlichen Transformator, z den zu-und abschaltbaren Transformator, 3 einen Handschalter, mit dem der Transformator i eingeschaltet wird. Dieser Schalter kann eine Überstromauslösung für Kurzschluß erhalten. q, und 5 sind die zwei im allgemeinen miteinander gekuppelten Schalter des Transformators? mit den Einschaltespulen 6, 7 und den Auslöse- bzw. Ruhestromspulen 8 und 9. io ist das thermische Abbild; dieses wird geheizt von den drei zu überwachenden Strömen il, 12, 13, welche die drei Spulen i 1, 12, 13 speisen. 14 ist ein Eisenkörper, 15 ein mit Öl gefülltes Gefäß, 16 das temperaturempfindliche Element in Form eines Bimetallstreifens, 17 und 18 sind Kontaktstücke. Aus der Abbildung geht hervor, daß das überwachungsorgan i o als thermisches Abbild eines Transformators ausgebildet ist.In Fig. I, i means the transformer that is continuously in operation, z the transformer that can be switched on and off, 3 a manual switch with which the transformer i is switched on. This switch can be used as an overcurrent release for short circuits obtain. q, and 5 are the two switches generally coupled together of the transformer? with the closing coils 6, 7 and the trigger or quiescent current coils 8 and 9. io is the thermal replica; this is heated of the three currents to be monitored il, 12, 13, which the three coils i 1, 12, 13 dine. 14 is an iron body, 15 a vessel filled with oil, 16 the temperature-sensitive one Element in the form of a bimetal strip, 17 and 18 are contact pieces. From the picture it can be seen that the monitoring organ i o as a thermal image of a transformer is trained.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei schwachem Betrieb ist nur der Transformator 1 eingeschaltet. Das thermische Abbild io erwärmt sich in gleichem Maße wie der Transformator. Wird dieser nun überlastet; d. h. rückt seine Temperatur in die Gefahrtemperatur, so gilt das gleiche auch für das thermische Abbild io. Der Bimetallstreifen wandert nach links und berührt das Kontaktstück i8. Dadurch wird der Stromkreis zwischen der mittleren und der äußeren Phase links des Transformators i über die Spulen 6 und 7 geschlossen, was zur Folge hat, daß die Schalter 4 und 5 eingeschaltet werden. Nun sind die beiden Transformatoren i und 2 parallel geschaltet, die Belastung verteilt sich etwa im Verhältnis ihrer Leistungen, die Temperatur des Transformators i und des thermischen Abbildes verringert sich. Sind Transformator i und 2 z. B. gleich groß und sinkt die Belastung des Transformators 1 unter seine halbe Nennleistung, so sinkt die Temperatur im thermischen Abbild so tief, daß der Bimetallstreifen 16 so weit nach rechts wandert, daß eine Unterbrechung zwischen ihm und dem Kontaktstück 17 auftritt. Dies hat zur Folge, daß die beiden Ruhestromspulen 8 und 9 stromlos werden, wodurch der Transformator 2 wieder vom Netz abgetrennt wird.The mode of action is as follows: In weak operation, only the Transformer 1 switched on. The thermal image io heats up in the same way Dimensions like the transformer. If this is now overloaded; d. H. moves its temperature into the hazardous temperature, the same also applies to the thermal replica io. The bimetal strip moves to the left and touches the contact piece i8. Through this becomes the circuit between the middle and the outer phase to the left of the transformer i closed via the coils 6 and 7, with the result that the switches 4 and 5 must be switched on. Now the two transformers i and 2 are connected in parallel, the load is distributed roughly in proportion to their performance, the temperature the transformer i and the thermal replica are reduced. Are transformer i and 2 z. B. the same size and the load on the transformer 1 drops below his half the nominal power, the temperature in the thermal image drops so low that the Bimetal strip 16 migrates so far to the right that an interruption between him and the contact piece 17 occurs. This has the consequence that the two closed-circuit coils 8 and 9 are de-energized, whereby the transformer 2 is again disconnected from the network will.

In Abb.2 ist eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes für drei Transformatoren dargestellt. Es bedeuten i den normal dauernd eingeschalteten Transformator, 2 und 2' die zu- und abschaltbaren Transformatoren. 4 und 5 sind die im allgemeinen miteinander gekuppielten Schaler des Transformators 2 mit den Einschaltespulen 6 und 7 und den Auslöse- bzw. Ruhestromspulen 8 und 9. 4' und 5' sind die entsprechenden Schalter für den Transformator 2', 6' und 7' die Einschaltespulen, 8' und 9' die Ausschaltespulen dieses Transformators. i o ist das thermische Relais mit dem thermischen Abbild des Transformators i, i o' das entsprechende des Transformators 2. Dieses hat einen Heizwiderstand i g, der vom Strom des Transformators i durchflossen wird.In Fig.2 is an example of an embodiment of the subject matter of the invention shown for three transformers. I mean that which is normally switched on continuously Transformer, 2 and 2 'the transformers that can be switched on and off. 4 and 5 are the generally interconnected shell of the transformer 2 with the Closing coils 6 and 7 and the tripping or closed-circuit coils 8 and 9. 4 'and 5' the corresponding switches for the transformer 2 ', 6' and 7 'are the closing coils, 8 'and 9' the opening coils of this transformer. i o is the thermal relay with the thermal image of the transformer i, i o 'the corresponding one of the transformer 2. This has a heating resistor i g through which the current from the transformer i flows will.

Die Wirkungsweise ist im wesentlichen die gleiche wie bei der Anordnung der Abb. i. Die Abweichung gegenüber dieser Anordnung wird durch folgende Überlegung erklärt: Man nimmt an, der Transformator i sei so weit erwärmt, daß er gerade den Transformator 2 noch nicht zuschaltet. Plötzlich tritt ein neuer Belastungszustand auf, die Belastung wird größer als die Nennleistung von Transformator i und 2 zusammen. Da das Temperaturrelais i o gerade vor dem Zuschalten des Transformators 2 stand, so wird dieser fast momentan zugeschaltet. Die Belastung dec Transformators i sinkt dadurch aber nicht unter seine Nennlast, da die Gesamtbelastung voraussetzungsgemäß größer war als die Normalbelastung der Transformatoren i und 2 zusammen. Der Transformator2 und damit sein thermisches Relais i o' sind voraussetzungsgemäß kalt. Der Transformator i wird also so lange stark überlastet, bis -der Transformator 2 seine Gefahrentemperatur erreicht und den Transformator 2' zuschaltet. In dieser Zeit ist der Transformator i längst verbrannt. Das Temperaturrelais io' des Transformators 2 und etwaiger weiterer Transformatoren muß also vom Belastungszustand oder besser vom Temperaturenzustand des Transformators i abhängig gemacht werden. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß das Temperaturrelais rd des Transformators 2 und die etwaiger weiterer Transformatoren durch von den Strömen des Transformators i durchflossene Widerstände i9 vorgewärmt werden. Die Zuschaltung des dritten Transformators erfolgt dann so rasch, daß der Transformator i bis auf seine Nennlast entlastet wird, bevor er Schaden nehmen kann. Sinngemäß überträgt sich das Gesagte auf weitere zu- und abschaltbare Transformatoren.The mode of operation is essentially the same as that of the arrangement of fig. i. The deviation from this arrangement is illustrated by the following consideration explains: One assumes that the transformer i has been heated to such an extent that it is just the Transformer 2 not yet switched on. Suddenly a new state of stress occurs on, the load becomes greater than the nominal power of transformer i and 2 combined. Since the temperature relay i o was just before the transformer 2 was switched on, so this is switched on almost instantaneously. The load on the transformer i decreases as a result, however, not below its nominal load, since the total load is as required was greater than the normal load on transformers i and 2 combined. The transformer 2 and thus its thermal relay i o 'are cold as required. The transformer So i is heavily overloaded until transformer 2 reaches its dangerous temperature reached and the transformer 2 'switched on. During this time the transformer is i long burned. The temperature relay io 'of the transformer 2 and any others Transformers must therefore depend on the load condition or, better still, on the temperature condition of the transformer i can be made dependent. This can be accomplished, for example, in this way that the temperature relay rd of the transformer 2 and any other Transformers through resistors through which the currents of transformer i flow i9 must be preheated. The connection of the third transformer then takes place in this way quickly that the transformer i is relieved to its nominal load before it is damaged can take. What has been said is carried over to others that can be switched on and off Transformers.

Selbstverständlich kann die Anordnung auch für andere elektrische Einheiten verwendet werden, z. B. parallel zu schaltende Maschinen, Gleichrichter und ähnliche. Die Anordnung kann dadurch noch ergänzt werden, daß die Schalter 3 und 4 bzw. 4' magnetische Auslöser erhalten, welche bei Kurzschlußstrom ansprechen. Ist nur Transformator i in Betrieb, so hat der Kurzschlußauslöser diesen Transformator abzuschalten, bevor über das thermische Abbild der zweite Transformator zugeschaltet wird. Sind mehrere Transformatoren in Betrieb, so empfiehlt es sich, daß die Kurzschlußauslöser auf verschiedene Zeiten eingestellt werden, damit die Transformatoren stufenweise abgeschaltet werden, und zwar soll immer Transformator z' zuerst abgeschaltet werden, dann Transformator 2 und schließlich Transformator i.Of course, the arrangement can also be used for other electrical Units are used, e.g. B. machines to be connected in parallel, rectifiers and similar. The arrangement can be supplemented by the fact that the switches 3 and 4 or 4 'magnetic releases which respond in the event of a short-circuit current. If only transformer i is in operation, the short-circuit release has this transformer switch off before the second transformer is switched on via the thermal replica will. If several transformers are in operation, it is recommended that the short-circuit releases can be set to different times so that the transformers step by step switched off, namely transformer z 'should always be switched off first, then transformer 2 and finally transformer i.

Wird ein Transformator überlastet, so sinkt seine Klemmenspannung. Um die für Motoren und Lichtanlagen unangenehme dauernde Spannungssenkung zu vermeiden, kann die Anordnung dadurch ergänzt werden, daß ein Spannungsrückgangsrelais zu- dem in Betrieb befindlichen Transformator einen oder mehrere Transformatoren unverzögert oder mit geringer Verzögerung zuschaltet, wenn die Spannung unter einen bestimmten einstellbaren Betrag sinkt.If a transformer is overloaded, its terminal voltage drops. About the uncomfortable for engines and lighting systems Voltage reduction To avoid this, the arrangement can be supplemented by adding a voltage drop relay one or more transformers in addition to the transformer in operation switches on without delay or with a slight delay if the voltage drops below a certain adjustable amount decreases.

Claims

PATRNTANSPRLTCHR: t. Switching arrangement for transformers with a continuously operating transformer and a number of other transformers, which are switched on and off by means of thermal images depending on the load are, characterized in that all further thermal images of the heating of the first transformer are dependent on the fact that they are except for the associated Transformer-fed heating windings also contain heating windings that be fed by the currents of the first transformer. Switching arrangement for transformers according to claim z, characterized in that the transformers trigger magnetic short-circuits have, the tripping times are staggered so that the shutdown in reverse Order in which the connection takes place. 3. Switching arrangement for transformer gates according to claim t and a, characterized in that the transformers have voltage drop relays are provided of a known type, so that a very large voltage drop Connection of further units - takes place, even if the hazardous temperature is still is not reached.