DE572907C - Einrichtung zur Spannungsregelung von Transformatoren unter Last - Google Patents

Description

Die zunehmende Verbreitung der Netzkupplungen hat zur weitgehenden Verwendung von Reguliertransformatoren geführt, die zur Spannungsregelung unter Last dienen. In den meisten Fällen besitzen die Transformatoren an beliebigen Stellen der Wicklung bereits Anzapfungen, die für eine Regelung in gewissen Grenzen ausreichen würden.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine

ίο Einrichtung zur Spannungsregelung von Transformatoren unter Last, deren Wicklung pro Phase aus zwei mit Anzapfungen versehenen Wicklungsteilen besteht, unter Verwendung von Leistungsschaltern und Widerstandsvorkontakten. Erfmdungsgemäß sind zwei Leistungsschalter miteinander mechanisch gekuppelt, und der Widerstandsvorkontakt des einen Leistungsschalters überbrückt während des Umschaltens die Anzapfungen der Ausgangsstufe und der Widerstandsvorkontakt des zweiten Leistungsschalters die Anzapfungen der nächsten Stufe. Soll nun eine Spannungsregelung über mehr als zwei Stufen erfolgen, so wird für jeden Leistungsschalter ein mit ihm mechanisch gekuppelter Hilfsschalter angeordnet, der den jedem Leistungsschalter zugeordneten Widerstandsvorkontakt während des Überschaltens steuert.
Die neue Einrichtung bietet den großen Vorteil, daß sie in bereits bestehende Transformatorenanlagen eingebaut werden kann, ohne daß an dem bisherigen Aufbau der Transformatoren bzw. ihren Wicklungen Änderungen vorzunehmen sind.

Diese Transformatoren besitzen bereits Anzapfungen, die nachträglich für die Regulierung Verwendung finden. Entsprechend diesen vorhandenen festgelegten Anzapfungen erfolgt mittels der neuen Einrichtung eine Regulierung, und zwar derart, daß die Fußpunkte der Anzapfungen verschoben werden. Dies ist nötig, um eine Regulierung in der gewünschten Größenordnung mittels der vorhandenen Anzapfungen zu erhalten. Die bislang bekanntgewordenen Einrichtungen lassen dagegen eine Regelung zu, bei denen gleichsam ein Fußpunkt einer Anzapfung festliegt, von dem aus- dann Verbindungen zu den anderen Anzapfungen des Transformators hergestellt werden. Derartige Regeleinrichtungen erscheinen aber zur Lösung der der Erfindung . zugrunde liegenden Aufgabe wenig geeignet.

Die Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens und bezieht sich auf Transformatoren mit im Zuge der Wicklung liegenden Anzapfungen. Die Spannungsregelung erfolgt dabei über zwei Stufen.

Die aus zwei Teilen 29 und 30 bestehende Transformatorwicklung weist Anzapfungen 31, 32, 33 und 34 auf. Die Anzapfungen 32 bzw. 33 sind beim Einschalten der Lastschalter 6 bzw. 9 zunächst mit den Punkten 13 bzw. 35 und damit über die Widerstände 12 bzw. 36 mit den Lastschaltern 6 bzw. 9 verbunden. Im vollständig eingeschalteten Zustand der Lastschalter 6 bzw. 9 liegen dann die Anzapfungen 32 bzw. 33 direkt an den Lastschaltern. Die Anzapfung 3 r ist weiter-

hin mit dem Lastschalter 6 und die Anzapfung 34 mit dem Lastschalter 9 verbunden. Im vorliegenden Falle ist es möglich, ohne Hilfssehalter auszukommen. Sind sie aber einmal S vorhanden, so können sie einfach überbrückt und damit wirkungslos gemacht werden.

In den Abb. 2a und 2c sind die der Abb. 1

entsprechenden Betriebsstellungen und in der Abb. 2b die Überschaltstellung im Prinzip

ίο dargestellt.

Die Abb. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der neuen Einrichtung, und zwar für Anzapftransformatoren,' die über drei Stufen geregelt werden. In diesem Falle ist jedem Leistungsschalter ein mit ihm mechanisch ge-• kuppelter Hilfsschalter zugeordnet, der den jedem Leistungsschalter zugeordneten Widerstandsvorkontakt während des Überschaltens steuert.

Die aus den beiden Teilen 29 und 30 bestehende Transformatorwicklung weist die Anzapfungen 37, 38, 39 und 40 auf. Die Anzapfung 37 ist einmal mit dem Endpunkt 35 des Widerstandes 36 und weiterhin auch mit dem Kontakt 16 verbunden, der durch das Kontaktmesser 14 mit dem Lastschalter 6 in Verbindung steht. Die Anzapfung 38 ist mit dem Kontakt 19 und über das Kontaktmesser 17 mit dem Endpunkt 13 und damit direkt mit dem Lastschalter 6 verbunden. Die Anzapfungen 37 und 38 stehen also in direkter Verbindung miteinander (Abb. 4a). In der Überschaltstellung (Abb. 4b) ist der Kontakt 37 einmal über Kontakt 16, Kontaktmesser 14, Lastschalter 6, Widerstand 12, Endpunkt 13, Kontaktmesser 17 und Kontakt 19 mit der Anzapfung 38 und ferner auch über Endpunkt 35, Widerstand 36 und Lastschalter 9 mit der Anzapfung 40 verbunden. Diese Überschaltstellung wird aber nur kurze Zeit aufrechterhalten. In der Betriebsstellung (Abb. 4c) ist dann die Anzapfung 37 mit dem Endpunkt 35 und direkt über den Lastschalter 9 mit der Anzapfung 40 verbunden. Soll nun auch noch auf die Anzapfung 39 übergegangen werden, so gelangt mau zunächst zu der Überschaltstellung (Abb. 4d), in welcher die Kontaktmesser 14 und 17 umgeschaltet sind. Die Anzapfung 40 ist dann einmal über den Lastschalter 9, den Widerstand 36 und den Endpunkt 35 mit der Anzapfung 37 und ferner über Kontakt 18, Kontaktmesser 17, Endpunkt 13, Widerstand 12, Lastschalter 6, Kontaktmesser 14 und Kontakt 15 mit der Anzapfung 39 verbunden. In der Betriebsstellung (Abb. 4e) ist dann die Anzapfung 40 über Kontakt 18, Kontaktmesser 17, Endpunkt 13 direkt über den Lastschalter 6, Kontaktmesser 14 und Kontakt 15 mit der Anzapfung 39 verbunden. Analog hierzu kann auch der umgekehrte Schaltvorgang vorgenommen werden.

Abb. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß dem Erfindungsgedanken. Die Transformatorwicklung 29 und 30 hat die Anzapfungen 41, 42, 43, 44, 45 und 46. Die Anzapfung 41 ist mit dem Kontakt 16 und über das Kontaktmesser 14 mit dem Lastschalter 6 verbunden. Der Kontakt 42 steht über den Kontakt 19 und das Kontaktmesser 17 mit dem Endpunkt 13 und damit direkt mit dem Lastschalter 6 in Verbindung. Die beiden Anzapfungen 41 und 42 sind also über den Lastschalter 6 direkt miteinander verbunden (Abb. 6a). In der Überschaltstellung (Abb. 6b) ist die Verbindung der Anzapfungen 41 und 42 noch die gleiche, es ist nur zwischen Lastschalter 6 und Endpunkt 13 der Widerstand 12 eingeschaltet worden. Gleichzeitig steht aber auch die Anzapfung 43 über den Endpunkt 35, Widerstand 36 und Lastschalter 9 mit der Anzapfung 44 in Verbindung. Diese Überschaltstellung bleibt nur kurzzeitig bestehen. In der Betriebsstellung (Abb. 6c) ist die Anzapfung 43 mit dem Endpunkt 35 und direkt über den Lastschalter 9 mit der Anzapfung 44 verbunden. In der Übergangsstellung (Abb. 6d) werden zunächst die Kontaktmesser 14 und 17 in der schon beschriebenen Weise umgeschaltet. Die x\nzapfung4S ist dann über Kontakt 15, Kontakt- _go messer 14, Lastschalter 6, Widerstand 12, Endpunkt 13, Kontaktmesser 17 und Kontakt 18 mit der Anzapfung 46 verbunden, während die Anzapfung43 noch über den Endpunkt 35, Widerstand 36 und Lastschalter 9 mit der Anzapfung 44 in Verbindung steht. In der Bctriebsstellung (Abb. 6e) ist dann die Anzapfung 45 über Kontakt 15, Kontaktmesser 14, Lastschalter 6, Endpunkt 13, Kontaktmesser 17 und Kontakt 18 mit der Anzapfung 46 verbunden. Analog hierzu kann auch der umgekehrte Schaltvorgang vorgenommen werden.

In der Abb. 7 ist ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung und Anordnung der Last- und Hilfsschalter dargestellt.

An dem um die Achse 1 (Abb. 7) schwingbaren Gliede 2 sind die Kontakte 3, 4 und 5 befestigt. Die Teile 2, 3,4 und 5 seien im folgenden gegebenenfalls mit Lastschalter 6 be- 11 u zeichnet. Um die gleiche Achse i, aber elektrisch getrennt von 6, schwingt auch noch ein zweites Glied 7, an dem der Kontakt 8 befestigt ist. Es trägt weiterhin noch zwei Kontakte, welche den Kontakten 4 und 5 des Lastschalters'6 entsprechen, die aber aus der Zeichnung nicht ersichtlich sind. Diese Teile seien gegebenenfalls mit Lastschalter 9 bezeichnet. Zu dem Kontakt 3 gehört der Gegenkontakt 10 und zu den Kontakten 4 und 5 der emeinsame Gegenkontakt 11. An den Gegenkontakt 10 ist ein Widerstand 12 angeschlos-

sen, dessen anderer Endpunkt 13, an dem die Stromzuführung bzw. -abführung erfolgt, auch gleichzeitig mit dem Gegenkontakt 11 in Verbindung steht. Der Strom kann also einmal über den Widerstand-12 nach dem Lastschalter 6 und einmal direkt nach dem Lastschalter fließen. Von dem Gegenkontakt 11 führt ferner noch eine Verbindung über einen hochohmigen Widerstand 26 nach dem entsprechenden Gegenkontakt des Lastschalters 9, um an beiden Punkten während des Umschaltvor-" ganges das Potential zu halten.

Es ist ferner noch ein drehbarer Hilfsschalter 14 vorgesehen, welcher abwechselnd die Kontakte 15 und 16 überbrückt. Ein weiterer Hilfsschalter 17 sowie die entsprechenden Kontakte 18 und 19 sind der Einfachheit weg-en in der Abb. 7 nicht eingezeichnet. Der Antrieb der Lastschalter 6 und 9 sowie der Hilfsschalter 14 und 17 erfolgt von einer gemeinsamen Antriebswelle 20 aus, die ihrerseits vorzugsweise mittels eines mit einer Rastenscheibe verbundenen Handrades betätigt wird. Die Welle 20 kann in der Pfeilrichtung gedreht werden und ladet dabei unter Vermittlung eines Hebelgestänges 24 einen Kraftspeicher auf, der sich nach Überschreiten seiner Totpunktlage wieder entlädt und dabei die Welle 21 dreht. Die Bewegung der Welle 21 wird durch den Kniehebel 22 auf den Lastschalter 6 und durch den Kniehebel 23 auf den Lastschalter 9 übertragen. Es findet also· ein Öffnen bzw. Schließen der Lastschalter 6 und 9 statt. Ein weiteres von der Welle 20 betätigtes Hebelgestänge25 bewirkt ein Öffnen bzw. Schließen der Kontakte 15 bzw. 16, und zwar sind die beiden Hebelgestänge 24 und 25 derart auf der Welle 20 gegeneinander versetzt angeordnet, daß die Kontakte 15 und .16

4,0 im stromlosen Zustand geschaltet werden. Dasselbe Hebelgestänge dient auch zum Schalten des Hilfsschalters 17. Da die Hilfsschalter 14 und 17 nicht bei jeder Umschaltung geschaltet werden müssen, ist noch ein Leerlauf vorgesehen, der in gewissen Stellungen ein Stehenbleiben der Hilfsschalter 14 und 17 trotz Schaltens der Lastschalter 6 und 9 ermöglicht.

Die Hilfsschalter und die Lastschalter können z. B. in der dargestellten Weise auf den Durchführungen 27 und 28 angeordnet werden. Es ist aber auch möglich, die Kontaktmesser an den unteren Enden der Durchführungen anzubringen. Die Kontakte 3, 4 und 5 des Lastschalters 6 und auch die entsprechenden Kontakte des Lastschalters 9 sind nun so angeordnet, daß sich nicht alle Kontakte zu gleicher Zeit öffnen bzw. schließen, sondern daß dies gestaffelt geschieht. Soll z. B. der Lastschalter 6 geschlossen werden, so berührt der Kontakt 3 als erster seinen Gegenkontakt ro und schließt dabei seinen Stromkreis über den Widerstand 12. An dem Endpunkt 13 dieses Widerstandes ist nun z. B. eine Transformatoranzapfung angeschlossen. Der Strom geht also zunächst über den Widerstand 12, bevor er zum Lastschalter 6 gelangt. Wenn diese Verbindung hergestellt ist, berührt auch der Kontakt 4 den Gegenkontakt 11 und schafft dadurch einen Parallelweg zu dem über den Widerstand kommenden Strom, da der Endpunkt 13 gleichzeitig mit dem Gegenkontakt 11 verbunden ist. Kurze Zeit später berührt dann der Kontakt 5 gleichfalls den Gegenkontakt n.

Soll eine Umschaltung, d. h. eine Spannungsregelung vorgenommen werden, so muß ζ. B. der Lastschalter.6 geöffnet und der Lastschalter 9 geschlossen werden, und zwar öffnen beim Abschalten des Lastschalters 6 zunächst die Kontakte 5 und 4 und später der Kontakt 3. Bevor der Kontakt 3 des Lastschalters 6 geöffnet wird, berührt der Kontakt 8 des Lastschalters 9 bereits seinen Gegenkontakt und schaltet dadurch den Lastschalter 9 über den zugehörigen Widerstand auf die zu- bzw.. abzuschaltende Transformatoranzapfung. Nach dem Einschalten dieses Widerstandeswird auch der Kontakt 3 geöffnet. Erst wenn dies geschehen ist, wird der dem Kontakt 4 des Lastschalters 6 entsprechende Kontakt des Lastschalters 9 und darauf auch der dem Kontakt 5 des Lastschalters 6 entsprechende Kontakt des Lastschalters 9 geschlossen.

Claims (8)

95 Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Spannungsregelung von Transformatoren unter Last, deren Wicklung pro Phase aus zwei mit Anzap- too fungen versehenen Wicklungsteilen besteht, unter Verwendung von Leistungsschaltern und Widerstandsvorkontakten, gekennzeichnet durch zwei derart miteinander mechanisch gekuppelte Leistungsschalter, daß der Widerstandsvorkontakt des einen Leistungsschalters die Anzapfungen der Ausgangsstufe und der Widerstandsvorkontakt des zweiten Leistungsschalters die Anzapfungen der nächsten Stufe während des Überschaltens überbrückt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leistungsschalter mit einem mit ihm mechanisch gekuppelten Hilfsschalter versehen ist, der den jedem Leistungsschalter zugeordneten Widerstandsvorkontakt während des Überschaltens steuert.

3. Einrichtung, nach Anspruch 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß zwei auf einer gemeinsamen Welle (1) sitzende,

isoliert voneinander angeordnete, bewegliche und je zwei mit ihnen zusammenarbeitende, feststehende Kontaktteile (io und 11) die beiden Leistungsschalter bilden, und daß die beweglichen Kontaktteile sowie die mit ihnen zusammenarbeitenden Hilfsschalter (14 und 17) von einer gemeinsamen Antriebswelle (20) gesteuert werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (20) einen Kraftspeicher auflädt, dessen Entladung nach Zurücklegen eines gewissen Weges am Antriebsmittel erfolgt,

ig z. B. nach Überschreiten einer Totpunktlage, und der dabei seine Bewegung über Kniehebel (22 und 23) auf die beweglichen Kontaktteile der beiden Leistungsschalter überträgt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle (20) auf die beiden Hilfsschalter (14 und 17) durch ein Hebelgestänge (25) erfolgt, und daß ein Leerlauf vorgesehen ist, der in gewissen Stellungen ein Stehenbleiben der Hilfsschalter (14 und 17) trotz Schaltens der Leistungsschalter ermöglicht.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsschalter, die Hilfsschalter (14 und 17) und die Widerstände (12 und 36) auf Durchführungsisolatoren (27 und 28) aufgebaut sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse des Schaltwerks in einem Kabelendverschluß enden.

8. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontakte der beiden Leistungsschalter durch einen hochohmigen Widerstand (26) miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen