DE656482C

DE656482C - Diverter switch for step transformers with high operating voltage

Info

Publication number: DE656482C
Application number: DEJ43578D
Authority: DE
Original assignee: Dr-Ing Bernhard Jansen
Current assignee: Dr-Ing Bernhard Jansen
Priority date: 1932-01-26
Filing date: 1932-01-27
Publication date: 1938-02-08

Description

Lastumschalter für Stufentransformatoren mit hoher Betriebsspannung Zum Umschalten der Stromleitung von einer Anzapfung eines Stufentransformators zur nächsten während des Betriebes bedient man sich heute vorwiegend der Stufenschalteinrichtungen, die während des überganges die beiden zu wechselnden Anzapfungen über Widerstände kurzzeitig miteinander verbinden.Diverter switch for step transformers with high operating voltage For switching the power line from tapping a step transformer to next during operation, today the tap changer is mainly used, the two taps to be changed during the transition via resistors briefly connect with each other.

Diese Widerstände, die sowohl Ohmscher als auch induktiver Natur sein können, haben im allgemeinen wenig veränderliche Widerstandswerte. Bei ihrem Ein- und Ausschalten im Verlaufe des Umschaltvorganges treten deshalb Strom- und Spannungssprünge auf, die notwendigeres eise zu Funkenbildungen führen müssen. Bei großer Schalthäufigkeit verursachen diese Schaltfunken eine baldige Abnutzung der Schaltkontakte und bei ölisolierten Apparaten auch eine Verschlechterung des Öles.These resistances, which are both ohmic and inductive in nature generally have little variable resistance values. At her entry and switching off in the course of the switching process therefore occur current and voltage jumps which, if necessary, must lead to the formation of sparks. With high switching frequency These switching sparks cause the switching contacts to wear out soon and at Oil-insulated apparatus also cause oil deterioration.

Die Funkenbildung an den Schaltkontakten kann ganz vermieden werden, wenn man erfindungsgemäß statt konstanter Widerstände elektrolytische Flüssigkeiten wählt. .The formation of sparks on the switch contacts can be avoided entirely, if, according to the invention, instead of constant resistances, electrolytic liquids chooses. .

Es ist bekannt, daß der Wechselstrom-@viderstand elektr olytischer Flüssigkeiten außer von der chemischen Zusammensetzung und Konzentration dieser Flüssigkeiten besonders von. der Größe der Str omübergangsfläche und von der Länge des Strompfades durch die Flüssigkeit und von der Wärmeent«icklung abhängt. Da man nach geeigneter Festlegung der chemischen und physikalischen Eigenschaften der elektrolytischen Flüssigkeit die Übergangsfläche und den Strompfad durch eine gegenseitige Bewegung der zu verbindenden oder zu lösenden Kontakte stetig verändern kann, hat man es auch in der Hand, den Widerstandswert zwischen diesen Kontakten von co in stetiger Weise auf o und umgekehrt zu bringen. Die Wärmeentwicklung läßt sich durch die Schaltgeschwindigkeit einregulieren. So ist es möglich, die Kontakte ohne plötzliche Strom- oder Spannungsänderung, also ohne Funkenbildung, voneinander zu trennen oder zu schließen.It is known that the alternating current @ resistance is electr olytic Liquids except for the chemical composition and concentration of these Liquids especially from. the size of the flow transition area and the length of the current path through the liquid and depends on the development of heat. Since you after appropriate determination of the chemical and physical properties of the electrolytic Liquid the transition surface and the current path by mutual movement of the contacts to be connected or disconnected can constantly change, you have it also in hand, the resistance value between these contacts of co in steady Way to bring on o and vice versa. The heat development can be determined by the switching speed adjust. This makes it possible to open the contacts without sudden changes in current or voltage, so without sparks to separate from each other or to close.

Diese Eigenschaften :elektrolytischer Widerstände hat man sich in früheren Jahren vielfach zunutze gemacht, um Stromänderungen (mittels Anlasser) oder Stromunterbrechungen (z. B. von einer Generatorengruppe zur anderen) oder auch Stromumlegungen (von einer Leitung zur anderen) vorzunehmen. Die Benutzung der elektrolytischen Widerstände ist jedoch mehr und mehr in den Hintergrund getreten, als es sich mit zunehmender Höhe der Betriebsspannungen herausstellte, daß die funkenlose Leistungsschaltung in elektrolytischen Flüssigkeiten nur bis zu Betriebsspannungen von etwa 4000 Volt und nur bis zu Kurzschlußstromwerten von etwa 20 ooo Amp., vermutlich wegen der zu hohen Strom- bzw. Felddichte an der Austrittsstelle der öffnenden Kontakte, möglich ist.These properties: electrolytic resistances one has in in earlier years often used to detect changes in current (by means of a starter) or power interruptions (e.g. from one generator group to another) or also Make current transfers (from one line to the other). The use of the electrolytic However, resistance has faded more and more into the background than it did with increasing level of the operating voltages it turned out that the sparkless power circuit in electrolytic liquids only up to operating voltages of about 4000 volts and only up to short-circuit current values of about 20,000 amps, presumably because of the Excessive current or field density at the exit point of the opening contacts, possible is.

Beim Gegenstand der Erfindung sind nun die Voraussetzungen für die Anwendung elektrolytischer `Widerstände auch bei hohen Betriebsspannungen (bis zoo kV und darüber) gegeben; denn die elektrolytischen Widerstände dienen hier nur zum Schalten von Spannungsdifferenven gegenüber diesen Betriebsspannungen, und zwar der Spannungsdifferenz zwischen zwei Transformatoranzapfungen. Beispielsweise hat ein mit solchen elektrolytischen Widerständen. arbeitender Lastumschalter bei i 5o coo Volt verketteter Betriebsspannung und 3% Stufenspannung erst zu bewältigen, was erheblich unter der Spannungsgrenze von ungefähr 4000 Volt liegt. Die Stromgrenze von ietw.a 2o ooo Amp. wird auch bei kleineren Betriebsspannungen kaum erreicht.With the subject of the invention, the prerequisites for the use of electrolytic resistors are also given at high operating voltages (up to zoo kV and above); because the electrolytic resistors only serve to switch voltage differences compared to these operating voltages, namely the voltage difference between two transformer taps. For example, one with such electrolytic resistors. working diverter switch at i 5o coo volts concatenated operating voltage and 3% step voltage only to cope with, which is well below the voltage limit of about 4000 volts. The current limit of around 20,000 amps is hardly reached even with lower operating voltages.

Zwei - Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stufenschalteinrichtung mit elektrolytischem Flüssigkeitswiderstand sind in Abb. i und 2 der Zeichnung dargestellt. Bei dem einfachen Lastumschalter für zwei Anzapfungen nach Abb. i ist die AbleitungC durch den. Schaltstift A über den Tulpenkontakt Ta mit der Anzapfung i verbunden. Soll nun die Ableitung C mit der Llnzapfung 2 verbunden werden, so braucht man nur den Waagebalken mit den Schaltstiften A und B in der Pfeilrichtung zu drehen. Zunächst verläßt dann der Schaltstift A den Tulpenkontakt Tat. Der Stromfluß bleibt jedoch durch die die beiden 'Schaltkontakte A -und Ta umgeb-e nde elektrolytische Flüssigkeit in dem Isoliergefäß Gut bei kleinem Widerstand aufrechterhalten. Zugleich tritt der inzwischen nach unten bewegte Schaltstift B in die Flüssigkeit des Isoliergefäßes Gb ein und läßt, wenn auch noch durch einen großen Anfangswiderstand gedämpft. ,allmählich einen Ausgleichstromfluß aus der Anzapfung i über Ta, A, B, Tb nach der Anzapfung 2 entstehen. Auch nimmt der Schaltstift B einen Teil des Betriebsstromes auf dem Wege Anzapfung 2, Tb, B, Ableitung C auf. Bei fortschreitendem Eintauchen des Schaltstiftes B -und gleichzeitigem Austauchen von A verschiebt sich die Unterteilung des Betriebsstromes auf die Anzapfungen i und 2 stetig -wachsend zu Gunsten von Anzapfung 2. Der Umschaltvorgang ist beendet, wenn der Schaltstift A den Flüssigkeitsspiegel im Gefäß Cia verlassen hat und die metallische Verbindung von B mit Tb hergestellt ist. Besonders bei hohen Betriebsströmen ist es vorteilhaft, das Eintauchen des Schaltstiftes B schon vorzunehmen, bevor der Stift A die Kontakttulpe Ta verlassen hat und dementsprechend den Schaltstift A erst dann aus der Flüssigkeit herauszuziehen, wenn der Kontakt zwischen B rund Tb geschlossen ist.Two embodiments of the tap changer according to the invention with electrolytic fluid resistance are shown in FIGS. 1 and 2 of the drawing. In the simple diverter switch for two taps according to Fig. I, the derivative C is through the. Switching pin A connected to tap i via tulip contact Ta. If the lead C is now to be connected to the connector 2, one only needs to turn the balance arm with the switching pins A and B in the direction of the arrow. First then the switching pin A leaves the tulip contact Tat. However, the current flow is maintained by the electrolytic liquid surrounding the two switching contacts A and Ta in the insulating vessel Gut with a low resistance. At the same time, the switching pin B, which has meanwhile moved downwards, enters the liquid in the insulating vessel Gb and leaves it, even if it is still dampened by a large initial resistance. , gradually an equalizing current flow from the tap i via Ta, A, B, Tb to the tap 2 arise. The switching pin B also absorbs part of the operating current via the tap 2, Tb, B, lead C. With progressive immersion of switch pin B - and simultaneous emergence of A, the subdivision of the operating current to taps i and 2 shifts steadily -growing in favor of tap 2. The switching process is ended when the switch pin A has left the liquid level in the vessel Cia and the metallic connection of B with Tb is established. Especially with high operating currents, it is advantageous to immerse the switch pin B before the pin A has left the contact tulip Ta and, accordingly, to pull the switch pin A out of the liquid only when the contact between B and Tb is closed.

Wenn mehrere Anzapfungen nacheinander gewechselt werden sollen, ordnet man die Schaltgefäße und Schaltstifte in einer Reihe, wie in Abb.2 dargestellt, oder im Kreise nebeneinander an -und bewegt je zwei Schaltstifte benachbarter Anzapfungen gemeinsam, wie bei Abb. i beschrieben. Für die praktische Ausführung ist zu beachten, daß die elektrolytische Schaltflüssigkeit durch die beim Schalten auftretende Erwärmung nicht verdampft oder verdunstet. Man bedeckt sie deshalb, -wie in Abb. 2 dargestellt, mit einer Ölschicht Ü. Außerdem kann für jedes Schaltgefäß ein Vorratsbehälter für die Schaltflüssigkeit vorgesehen werden. Man braucht jedoch nicht jedem Schaltgefäß einen solchen Vorratsbehälter zu geben, sondern kommt mit einem einzigen aus, wenn man die einzelnen Gefäße Ga-CM durch dünne isolierende Röhrchen Ra-Rd untereinander verbindet. Da die zwischen je zwei Anzapfungzn vorhandene Stufenspannung nur .einen minimalen- und zudem noch -wechselnd -elektrolysierenden Str omflluß hervorbringt, treten keine Beeinträchtigungen des Betriebes auf.If several taps are to be changed one after the other, arrange the switching vessels and switching pins in a row, as shown in Figure 2, or in a circle next to each other and moves two switching pins of adjacent taps together, as described in Fig. i. For the practical implementation, it should be noted that that the electrolytic switching fluid is caused by the heating that occurs during switching does not evaporate or evaporate. They are therefore covered - as shown in Fig. 2, with a layer of oil Ü. In addition, a storage container for the switching fluid must be provided. However, you do not need every switching vessel to give such a storage container, but gets by with a single one, if the individual vessels Ga-CM through thin insulating tubes Ra-Rd one below the other connects. Since the step voltage between each two taps is only produces minimal and also alternating electrolyzing current flow, there are no adverse effects on operations.

Statt einer über der elektrolytischen Flüssigkeit lagernden Ölschicht kann auch eine. unter ihr lagernde Schicht aus einem speziiisch schwereren. Isoliermittel als Ü1 zum Abschluß gegen Luft verwendet werden. In allen Fällen ist es aber zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß durch die bewegten Schaltstifte beim Durchtritt durch die Trennungsstelle zwischen isolierender und leitender Flüssigkeit keine Vermischung oder gar Emulgierung der Flüssigkeiten eintritt. Zu diesem Zwecke sind in Abb. a die Schaltstifte A-D rohrförmig ausgebildet. Durch kleine, dem oberen. Innenrohrdurchmesser der Schaltstifte entsprechende Saugkolben wird beim Herunterstoßen der Schaltstifte das verdrängte Quantum Flüssigkeit in das Rohr hineingesaugt und dadurch eine Wirbelung vermieden.Instead of a layer of oil overlying the electrolytic fluid can also be a. layer of a particularly heavier layer lying beneath it. Isolating agent be used as Ü1 to close against air. In all cases, however, it is advisable to ensure that by the moving switch pins when passing through the separation point No mixing or emulsification between insulating and conductive liquid the liquids enter. For this purpose, the switch pins A-D are shown in Fig. A tubular. By small, the upper one. Inner tube diameter of the switch pins The corresponding suction piston is displaced when the switch pins are pushed down Quantum of liquid is sucked into the pipe, thus avoiding turbulence.

Claims

PATEN TAIVSPRCHR i. Diverter switch for step transformers with high Operating voltage, characterized in that it is designed such that the alternating taps of the transformer with an electrolytic liquid are in connection, both to limit the between equalizing current @ es arising from the taps via the load switching elements as well for sparkless transfer of the operating current from one tap to the other serves. -

2. Diverter switch according to claim i, characterized in that the same has a special liquid container for each tap.

3. Diverter switch after Claim 2, characterized in that all Liquid vessels are assembled (Fig. a).

4. Diverter switch according to claim a and 3, characterized in that that each liquid container with a reservoir filled with switching liquid is connected or a single storage container for all liquid vessels is available.

5. Diverter switch according to claim a to 4, characterized in that that above or below the electrolytic liquid .eine in the specific Weight of this different insulating liquid to complete the electrolytic Liquid is against air.

6. Diverter switch according to claim 5, characterized in that that the same is designed such that no mixing or during the switching process Emulsification of the electrolytic liquid and the insulating liquid occurs.