DE581737C - Differentialschutzeinrichtung fuer Anzapftransformatoren mit zwei regelbaren Parallelzweigen - Google Patents

Description

Bei Leistungstransformatoren, bei denen eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Spannungen unter Last erfolgen muß, ist es vorteilhaft, Wicklungen mit zwei regelbaren Parallelzweigen vorzusehen. Die Umschaltung geht bei diesen bekannten Anzapftransformatoren so vor sich, daß zunächst der eine Zweig abgeschaltet und in diesem Zustande umgeschaltet wird, worauf er wieder eingeschaltet, der andere Zweig· jedoch, abgeschaltet und ebenso umgeschaltet wird wie der erste.

Bei dieser Art der Umschaltung nimmt ein Zweig zeitweise die ganze Belastung auf, und zwar so lange, bis die Umschaltung des zweiten Wicklungszweiges vor sich gegangen ist. Ein Zweig ist jedoch nur imstande, die Gesamtlast des Transformators auf begrenzte Zeit zu übernehmen, andernfalls wird die Wicklung übermäßig erwärmt und beschädigt. Da der Fall eintreten kann, daß die Überlastung eines Zweiges (z. B. infolge von Störungen der Umschaltorgane) länger als normal dauert, so ist für den Betrieb des Transformators noch eine besondere Schutzeinrichtung notwendig.

Es läge nun nahe und ist auch tatsächlich ausgeführt worden, einen Schutz der parallelen Wicklungen durch eine an beide Parallelzweige angeschlossene Differentialvorrichtung zu versuchen, die nach. Ablauf der für die Überlastung beim Umschalten zugelassenen Zeit eine Alarmvorrichtung betätigt oder einen Schalter auslöst. Derartige Einrichtungen haben sich im Betriebe jedoch nicht als ausreichend erwiesen. Die Zahl der auf Überlastung ansprechenden Schutzeinrichtungen bei Transformatoren ist so groß geworden, daß sich nicht mehr übersehen läßt, wodurch die Überlastung entstanden ist. Sind etwa in einer Schaltanlage in den einzelnen Abzweigen Überstromauslöser bereits eingebaut, und für den Transformator sowie für die Maschinen besondere Wärmeschutzvorrichtungen vorgesehen, so· bedeutet die Hinzufügung eines weiteren auf Überlastung ansprechenden Relais, abhängig von dem Ansprechen einer Diffeientialvorrichtung, lediglich eine Erschwerung des Betriebes, da sich unmittelbar nicht erkennen läßt, ob die Überlastung der einen von mehreren parallelen Transformatorenwickhmgen durch einen Wicklungsfehler oder ein Versagen der Schaltvorrichtung veranlaßt wurde. Mit der Einrichtung nach der Erfindung wird eine zuverlässige und zugleich auch übersichtliche Sicherung des Anzapftransformators mit zwei regelbaren Parallelzweigen erzielt, ohne daß eine Beobachtung bereits vorhandener S icherheitsvorrichtungen durchHäufung gleichartiger Elemente erschwert würde.

Film

Erfindungsgemäß werden bei einem Transformator der beschriebenen Bauart Anzeigevorrichtungen vorgesehen, die einmal eine ungleichmäßige Belastung paralleler Wicklungsteile infolge eines Schaltvorganges, außerdem aber, zweckmäßig durch eine andersartige Anzeigevorrichtung, das Überschreiten der für die ungleiche Belastung der parallel geschalteten Wicklungsteile zugelassenen Zeit kennt-Hch machen. Für die Einrichtung der ersten Art wird, etwa wie in dem unten beschriebenen Ausführungsbeispiel, eine Lampe vorgesehen, die aufleuchtet, wenn beim Arbeiten des Anzapfreglers nur eine Wicklung eingeschaltet ist. Als Anzeigevorrichtung für das Überschreiten der für die unsymmetrische Belastung zugelassenen Zeit verwendet man vorteilhaft eine Alarmglocke.

Als weitere Zusatzeinrichtung kann man mit den bereits angegebenen Sicherheitsvorrichtungen ein Relais verbinden, das unabhängig von dem Spannungsregelvorgang, d. h. also, wenn der Regelvorgang beendet ist, auf unsymmetrische Belastungen der Wicklungen, as wie sie durch Windungsüberschläge usw. entstehen, anspricht.

Die Einrichtungen nach der Erfindung lassen sich sinngemäß auch für selbsttätig arbeitende Stationen benutzen und sind hier von besonderem Wert, da die unmittelbare Überwachung der Umschaltung am Transformator nicht möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung zeigen die Abb. 1 und 2. In Abb. 1 bedeutet die Anordnung 5 innerhalb des strichpunktierten Rahmens einen Transformator mit Regeleinrichtungen. Seine Sekundärwicklung 13 wird aus zwei parallelen Wicklungszweigen 14 und 15 gebildet. Die Ströme in den beiden parallelen Zweigen durchfließen im entgegen-■ gesetzten Sinne die Primärwicklung eines Stromtransformators 4 und üben auf diese Weise eine Differentialwirkung auf die Sekundärspule des Stromwandlers aus. Eine Spannung wird daher in der Sekundärwicklung des Stromwandlers nur dann erzeugt, wenn ein Belastungsunterschied in den beiden parallelen Zweigen vorhanden ist.

Die Änderung des Spannungsübersetzungs-Verhältnisses des Haupttransformators erfolgt mittels einer Kontakteinrichtung 16, bestehend aus festen und beweglichen Kontakten, die mit den Anzapfungen der parallelen Wicklungsteile verbunden sind. Hierbei dienen die beiden getrennt gezeichneten Gruppen von Kontakten der Regelung je eines Parallelzweiges. Die Umschaltung geht, wie schon erwähnt, so vor sich, daß zunächst die eine Wicklung abgeschaltet wird, worauf die Umschaltung der einzelnen Wicklungsteile in dem abgeschalteten Zweige erfolgt. Während der Zeit der Umschaltung muß der andere Zweig die volle Last übernehmen. Dieser Zustand äußert sich dadurch, daß im Stromwandler 4 eine wirksame Spannung erzeugt wird. Die Umschalteeinrichtung 16 steht in zwangsläufiger Verbindung mit einem Unterbrecher I¹J, der sich in einem. Hilfsstromkreis befindet. Während der Umschaltung ist der Unterbrecher 17 geöffnet; ist die neue Spannung aber eingestellt, so ist der Umschalter 17 geschlossen.

Die Sekundärwicklung des Stromwandlers4 ist nun über die Verbindungsleitungen 35/36 auf ein Relais 1 in Abb. 2 geschaltet, dessen Anker beim Ansprechen drei Hilfsstromkreise schließt, und zwar mittels der Kontaktpaare 22,23 und 24. Sämtliche Hilfsstromkreise werden von einer gemeinsamen Hilfsquelle 25/26 gespeist.

Das Kontaktpaar 22 steuert einen Stromkreis, in den der Hilfsmotor 27 eingeschaltet ist. Das Kontaktpaar 23 steuert über eine Hilfsleitung42 denjenigen Hilfsstromkreis, in dem der schon genannte Unterbrecher 17 -liegt. Dieser Hilfsstromkreis wird über eine Sondervorrichtung 12 geschlossen, die entweder ein Signal zum Ansprechen bringt oder die Auslösespule eines Hauptschalters betätigt. Das Kontaktpaar 24 endlich steuert Anzeigelampen 11.

Der Motor 27 bildet einen Teil des Zeitrelais 8, das nach Ablauf einer einstellbaren Zeit anspricht. Er hat eine Feldwicklung 28 und außerdem einen Begrenzungsschalter 29. Zu dem Relais gehört noch eine vom Motor bewegte Schaltwalze 31, die in ihrer Endstellung das Kqntaktpaär 32/33 schließt, wodurch ein Signal 9 ertönt, das von der Hilfsstromquelle 25/26 gespeist wird. In der Endstellung der Schaltwalze wird der Motor durch den Unterbrecher 29 selbsttätig stillgesetzt. Zweckmäßig wird das Relais 8 so ausgebildet, daß bei Unterbrechung des Stromkreises, in dem sich der Unterbrecher befindet, der Motor 27 sofort in seine Anfangsstellung zurückläuft. Die Ablaufzeit des Relais wird derart gewählt, daß sie wesentlich größer als diejenige ist, die zur Umschaltung der Wicklungsteile des Transformators erforderlich ist.

Mit den leeren Feldern 6 und 7 in Abb. 1 werden mit dem Transformator 5 identische Einrichtungen bezeichnet. Man hat sich also vorzustellen, daß hier mehrere Transformatoren mit Regeleinrichtungen in verschiedenen Leitungszweigen wirken. Entsprechend dieser Mehrzahl von Transformatoren muß auch eine Mehrzahl von Relais nach Art des Relais 1 angeordnet sein, .wie aus den leeren Feldern 2 und 3 der Abb. 2 zu erkennen ist. Diese Relais 2 und 3 werden entsprechend über Hilfsleitungen 37/38 und 39/40 gesteuert. Dagegen

ist für sämtliche Transformatoren nur ein einziges Zeitrelais .8 erforderlich. Außerdem sind noch weitere Unterbrechungskontakte 18 und 19 den einzelnen Transformatoren zugeordnet, die mit den entsprechenden Kontakten der Relais 2 und 3 über Hilfsleitungen 43 und 44 in Verbindung stehen. Die gesamte Einrichtung wirkt nun folgendermaßen:

Während einer Umschaltung an den Transformatoren 5, 6 oder 7 werden die Relais 1, 2 oder 3 erregt, da sich ein Unterschied der Belastung in den beiden Parallelzweigen am jeweiligen Stromwandler 4 geltend macht. Die Relais schließen somit die Kontaktpaare 22, 23 und 24. Hierdurch wird der Motor 27 des Relais 8 in Lauf gesetzt. Die Vorrichtung 12 wird jedoch nicht erregt, weil während der Umschaltung die Kontakte 17, 18 und 19 geöffnet sind. Sobald das neue Spannungsverhältnis an dem Transformator eingestellt ist, tritt ein Gleichgewichtszustand an den Stromwandlern 4 ein. Die Relais 1, 2 und 3 werden stromlos, die zugehörigen Lampen 11 erlöschen, und der Motor 27 kommt zum Stillstand, noch bevor er die Schließung der Kontakte 32 und 33 bewirkt hat.

Wenn jedoch eine oder mehrere der Umschaltevorrichtungen 16 versagen, so dauert die Unsymmetrie der Belastung in den Parallelzweigen an, der Stromtransformator 4 bleibt erregt, und der Motor 27 setzt seine Drehung fort, bis eine Zeitspanne verflossen ist, die der eingestellten Zeit des Relais 8 entspricht. In diesem Augenblick hat die Schaltwalze 31 ihre Endstellung erreicht, die den Schluß der Kontakte 32 und 33 herbeiführt. Nunmehr ertönt die Warnungsglocke 9, während der Motor durch den Endausschalter stillgesetzt wird. Der Bedienungsmann wird durch das Warnungssignal veranlaßt, der Störung nachzugehen; er-erkennt nunmehr an den Lampen 11, welcher der Transformatoren Störung hat.

In dem Falle, daß während des normalen Betriebes aus irgendeinem Grunde ein Belastungsunterschied zwischen den beiden Parallelzweigen eintreten sollte, erregen die betreffenden Stromtransformatoren 4 ihre zugehörigen Relais. Da in diesem Falle die Unterbrecher 17, 18, 19 geschlossen sind, so äußert sich nunmehr die Störung auch in dem Ansprechen der Vorrichtung 12.

Die Schutzvorrichtung nach der Erfindung bietet demgemäß einen wirksamen Schutz sowohl während der Umschaltung als auch während des normalen Betriebes.

Claims (2)

1. PATENTANSPRtTCHE:

   I. Differentialschutzeinrichtung für Anzapftransformatoren mit zwei regelbaren Parallelzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß diese einerseits eine durch den Schaltvorgang bedingte ungleichmäßige Belastung in den beiden Wicklungen sowie das Überschreiten einer vorgeschriebenen Zeitdauer dieser Belastung, andererseits auch außerhalb der Schaltzeit eintretende ungleiche Belastung der parallelen Wicklungszweige durch getrennte Signal- oder Auslösevorrichtungen erkennbar macht.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein vom Differentialschutz beeinflußtes Relais (z. B. r), dessen Auslösekontakt (23) in einem Stromkreis liegt, der durch einen vom Regelmotor für die Umschaltvorrichtungen (16) gesteuerten Kontakt (17) während der Regelzeit unterbrochen ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen