DE659464C - Verfahren und Vorrichtung fuer das UEberschalten von einer Anzapfstelle zur anderen bei Stufentransformatoren unter Zuhilfenahme von Blindwiderstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung für das überschalten von einer Anzapfstelle zur anderen bei Stufentransformatoren unter Zuhilfenahme von Blindwiderständen Bei der Regelung des übersetzungsverhältnisses eines Transformators durch Entlangschalten des Lastleiters an den einzelnen Anzapfstellen der Wicklung unter Strom müssen vorübergehend benachbarte Anzapfstellen überbrückt werden. Dabei ist es erforderlich, daß der durch den überbrückten Wicklungsteil und die Brücke sich schließende Ausgleichsstrom durch Widerstände auf ein erträgliches Maß beschränkt wird. Als Überschaltwiderstand für die Unterbrückung dieses Ausgleichsstromes hat man Ohmsche Widerstände und Drosseln verwendet, die gegebenenfalls auch regelbar sein können. Die Ohmschen Widerstände verzehren verhältnismäßig viel elektrische Energie und erwärmen sich deshalb sehr stark. Sie sind daher entweder reichlich zu bemessen, so daß sie groß und teuer werden, oder man muß dafür sorgen, daß sie nur ganz kurzzeitig während der Überschaltung von der einen nach der anderen Anzapfstelle vom Strom durchflossen werden. Infolge der auftretenden Spannungsabfälle haben die Schalter eine erhebliche Schaltleistung zu bewältigen und sind infolgedessen einem starken Abbrand unterworfen. Noch ungünstiger liegen die Verhältnisse bei Verwendung von Überschaltdrosselspulen. Hierbei ist die Funkenbildung noch größer. Es ist nun Aufgabe der Erfindung, beim Überschalten von einer Anzapfstelle zur anderen die Funkenbildung praktisch zu vermeiden.
• Erfindungsgemäß werden für die Überschaltung von der einen nach der anderen Anzapfstelle zwei Blindwiderstände mit verschiedenen Vorzeichen derart verwendet, daß zunächst vor der Überbrückung der Anzapfstellen durch entsprechende Einstellung des Widerstandsverhältnisses der beiden im Laststromkreis liegenden Blindwiderstände deren Gesamtwiderstand herabgesetzt wird, daß dann bei, der darauffolgenden Überbrückung der Anzapfstellen durch Änderung des Blindwiderstandsverhältnisses der Gesamtwiderstand zwecks Verringerung des Ausgleichsstromes unter gleichzeitiger Umlegung des Lastleiters auf die nächste Anzapfstelle erhöht und hierauf die Blindwiderstände von dem Lastleiter abgeschaltet werden.
• Das Blindwiderstandsverhältnis kann durch ganze oder teilweise Überbrückung oder Abschaltung der Blindwiderstände (kapazitiv oder induktiv) oder durch andere Regelung, beispielsweise durch Verschieben von Eisenkernteilen, Wicklungsteilen oder Kondensator: Belegungen gegeneinander geändert werden;:',""*,' Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht 'darin, daß sich die Selbstinduktion und die Kapazität der Blindwiderstände zeitweise ausgleichen, so daß sich in der Kombination für den Laststrom praktisch kein Spannungsabfall ergibt. Die Überschaltung von einem Kontakt zum benachbarten kann infolgedessen nahezu funkenlos erfolgen. Bei bekannten Einrichtungen dienen Kondensatoren zur Unterdrückung von Schaltfunken. Diese sind zu den zu öffnenden Kontakten parallel geschaltet. Sie nehmen eine bestimmte Ladeleistung auf und entziehen damit dem Schaltlichtbogen Energie. Eine vollständige Unterdrückung des Lichtbogens kommt hierdurch jedoch keinesfalls in Frage, da die zu schaltenden Kontakte nicht durch einen auf Resonanz abstinimbaren Kreis überbrückt werden.
• Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele erläutert werden.
• In Fig. i bis 4 sind für eine besonders einfache Ausführungsform der Überschaltvorrichtung des Regelwerkes die einzelnen Schaltstellungen dargestellt. .
• Die Wicklung i eines Transformators, der sonst nicht näher angedeutet ist, ist mit dem einen Ende :2 an die Lastleitung angeschlossen; 3, 4 sind zwei willkürlich Herausgegriffene Anzapfstellen. 5, 6 sind die beiden Kontakte eines Stufenwählers, die an den Anzapfstellenentlang geschaltet werden. Der andere Pol 7 der Lastleitung kann durch drei Schalter 8 bis io mit dein Stufenwählerkontakt 6 und durch einen weiteren Schalter i i mit dem Kontakt 5 verbunden werden. Zwischen dem Schalter 9 und dem Kontakt 6 liegt die Drosselspule 12, zwischen dem Schalter i o und dem Kontakt 6 der Kondensator 13 und die Drossel 12. Die Teile 12 und 13 werden am besten ein für allemal so aufeinander abgestimmt, daß sich bei der Laststromfrequenz die induktiven und kapazitiven Spannungsabfälle ausgleichen.
• Während des normalen Betriebes der Anzapfstelle 4 ist nur der Schalter 8 geschlossen. Soll zwecks Erniedrigung der Spannung auf die Anzapfstelle 3 übergeschaltet werden, so wird zunächst der Schalter io geschlossen. Dadurch werden die Teile i2 und 13 in den Laststromkreis gebracht; sie sind aber vorerst noch durch den Schalter 8 überbrückt (Fig. i).
• Hierauf wird (Fig. 2) der Schalter 8 geöffnet. Der Lastleiter 7 ist dann über die Teile io, 12, 13 und 6 an die Anzapfstelle 4 angeschlossen. Da sich die Spannungsabfälle der Teile 12, 13 gegenseitig aufheben, liegt der Lastleiter praktisch an der vollen Span-_@;,tng der Stufe 4. Hierauf werden die Schal -2tr°q. und ii gleichzeitig geschlossen (Fig. 3). f-:)il@lurch wird der Lastleiter 7 auf die Anzapf-,teile 3 umgelegt. Der Ausgleichsstrom wird durch die Drossel i2 begrenzt, deren Spannungsabfall jetzt vollkommen wirksam ist, da der Kondensator 13 kurzgeschlossen wurde. Hierauf werden die Schalter io und cgh geöffnet (Fig. 4). Damit ist die Überbrückung der Anzapfstellen 3 und 4 aufgehoben und der Lastleiter 7 auf die Anzapfstelle 3 umgeschaltet. Hierauf wird der Stufenwählerkontakt 6 auf die Anzapfstelle 3 umgelegt und der Schalter 8 wieder geschlossen. Nach öffnung des Schalters i i wird der Kontakt 5 auf die nächstfolgende Anzapfstelle weitergeschaltet. Dann wiederholt sich der gleiche Schaltvorgang, wie er an Hand der Fig.,i bis 4 geschildert wurde.
• In Fig. 5 ist jedem Stufenwählerkontakt 5 bzw. 6 eine Blindwiderstandskombination 14, 15 bzw. 16, 17 vorgeschaltet. Der Lastleiter 7 kann über den Schalter ig und außerdem über den Schalter 18, die Teile 14 und 15 mit dem Kontakt 6 verbunden werden. Ferner kann der Lastleiter 7 über den Schalter 21 und außerdem über- den Schalter 20, die Teile 16 und 17 mit dem Kontakt 5 verbunden werden. Vor dein Überschalten von der Anzapfstelle 4 auf die Stelle 3 ist zunächst nur der Schalter i9 geschlossen. Die Teile 1q., 15 sind durch Abstimmung auf die Laststromfrequenz für geringsten Durchgangswiderstand eingestellt. Sie werden dann durch Schließen des Schalters i8 in den Laststromkreis gelegt, sind aber vorerst noch durch den Schalter ig überbrückt. Die Teile 16 und 17 sind dagegen durch entsprechende Verstimmung auf erhöhten Durchgangswiderstand eingestellt. Nun wird der Schalter i9 geöffnet. Der Laststrom geht darin über die Teile 18, 15, 14 und 6 zur Anzapfstelle 4. und findet wegen der Abstimmung der Teile 14 und 15 nur einen geringen Durchgangswiderstand. Kurz darauf wird durch Schließen des Schalters 2o die Brücke über die Teile 17, 16 und 5 zur Anzapfstelle 3 hergestellt. Wegen derVerstimmung der Teile r6 und 17 geht nur ein kleiner Anteil des Laststromes zur Anzapfstelle 3. Der hohe Widerstand dieser beiden Teile begrenzt ferner auch den Ausgleichsstrom. Hierauf werden die Teile 14, 15 durch Verstimmung allmählich oder plötzlich auf hohen Durchgangswiderstand und gleichzeitig die Teile 16 und 17 durch Abstimmung auf die Laststromfrequenz allmählich oder plötzlich auf geringen Durchgangswiderstand eingestellt. Der Laststrom wird dadurch auf die Anzapfstelle 3 übergeleitet und der Ausgleichsstrom nunmehr durch den hohen Widerstand der Teile 1:I und 15 begrenzt. Dann wird der Schalter 18 geöffnet, der Schalter :2i geschlossen und schließlich auch noch der Schalter 2o geöffnet. Der Kontakt 6 wird anschließend in bekannter Weise auf die Stufe 3 nachgeschaltet oder auf die übernächste Stufe umgelegt.
• In Fig. 6 ist statt einer Reihenschaltung der Drosseln und Kondensatoren eine Parallelschaltung, eine sogenannte Sperrkreisschaltung verwendet. Die Schaltvorgänge sind im wesentlichen die gleichen wie bei der Fig. 5 nur mit dem Unterschied, daß die Teile 14. und 15 zunächst verstimmt werden, um den Sperrwiderstand herabzudrücken, die Teile 16 und 17 aber zunächst auf die Laststromfrequenz abgestimmt sind und deshalb einen hohen Durchgangswiderstand haben. Beider weiteren Schaltung werden dann die Teile 14 und 15 auf höchsten Sperrwiderstand eingestellt und die Teile 16 und 17 durch Verstimmung für den Laststrom durchlässig gemacht. Die Schalter 18 bis 21 können, wie Fig. 7 zeigt, wegfallen, wenn man die Zahl der Stufenwählerkontakte entsprechend vermehrt. Die Schaltung erfolgt dann ausschließlich an diesen Kontakten.
• Fig.8 zeigt mehr konstruktiv eine Vorrichtung zur Änderung der Selbstinduktion der Teile 14. und 16. Die Drosselspulen bestehen hier aus gegeneinander verdrehbaren Eisenteilen mit in Reihe geschalteten Wicklungen, beispielsweise aus Ständern und Läufern von Elektromotoren. In der gezeichneten Stellung ist die Drossel 16 auf höchste Selbstinduktion, die Drossel 14. auf geringste Selbstinduktion eingestellt. Dui#ch Drehung um 18o° kann die Drossel 16 auf geringste, die Drossel 14. auf höchste Selbstinduktion eingestellt werden. Für den Antrieb verwendet man beispielsweise ein Malteserkreuzgetriebe 22 mit passendem Vorgelege 23. Dieses Getriebe wird von dem gleichen Motor angetrieben wie die Schalter oder Schaltwalzen der Teile i8 bis 21. Mit solchen oder ähnlichen Mitteln läßt sich die Verstimmung der Blindwiderstandskombinationen in einfacher Weise selbsttätig durchführen.
• Die Fig. 9 bis 13 zeigen eine Schalteinrichtung ähnlich der der Fig.5, bei der jedoch ein Kondensator eingespart ist. Soll hier z. B. von der Stufe 3 auf die Stufe d. übergeschaltet werden, so werden außer dem Schalter 27, der vorher schon geschlossen war, die Schalter 25 und 26 geschlossen (Fig. 9). Die Teile 15 und aq. sind damit in den Laststromkreis eingeschaltet, aber noch durch den Schalter 27 überbrückt. Hierauf wird die Überbrückung durch öffnung des Schalters 27 (Fig. 1o) aufgehoben. Dann fließt der Laststrom über die Teile 24. und i zur Anzapfstelle 3; die Spannungsabfälle der beiden Teile heben sich dabei auf.
• Hierauf werden die Schalter 29 und 30 (Fig. ii) geschlossen. Dadurch wird der Kondensator 24. überbrückt und die Anzapfstelle d über die Drosselspule 16 mit dein Lastleiter 7 verbunden. Der Ausgleichsstrom wird durch die Drosselspulen 15 und 16 herabgedrückt. Dann werden die Schalter 25 und 26 (Fig. 12) geöffnet. Der Lastleiter ; ist jetzt über den Kondensator z¢ und die Drosselspule 16 an die Anzapfstelle 4. angeschlossen. Die Spannungsabfälle der Teile 16 und 24 lieben sich gegenseitig auf, so daß der Lastleiter ; an der vollen Spannung der Stufe liegt, während in Fig. ii der Lastleiter durch die als Spannungsteiler wirkenden Drosseln 15 und 16 an ein zwischen den Spannungsstufen 3 und 4. liegendes Potential angeschlossen war. Hierauf wird der Schalter 28 (hig.13) geschlossen. Dadurch werden die Teile 2:1 und 16 überbrückt. Dann werden die Schalter 29 und 30 geöffnet. Anschließend wird der Stufenwählerkontakt 5 auf die nächste Stufe q. oder auf die übernächste Stufe umgelegt.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren für das Überschalten von einer Anzapfstelle zur anderen bei Stufentransformatoren unter Zuhilfenahme von Blindwiderständen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Blindwiderstände mit verschiedenem Vorzeichen derart verwendet werden, daß zunächst vor der Überbrückung der Anzapfstellen durch entsprechende Einstellung des Widerstandsverhältnisses der beiden im Laststromkreis liegenden Blindwiderstände deren Gesamtwiderstand herabgesetzt wird, daß dann bei der darauffolgendenÜberbrückung der Anzapfstellen durch Änderung des Blindwiderstandsverhältnisses der Gesamtwiderstand zwecks Verringerung des Ausgleichsstromes unter gleichzeitiger Umlegung des Lastleiters auf die nächste Anzapfstelle erhöht und hierauf die Blindwiderstände von dein Lastleiter abgeschaltet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschalten von der bisherigen Anzapfstelle auf die nächste eine zwischen der bisherigen Anzapfstelle und dem Lastleiter liegende Widerstandskombination aus zwei Blindwiderständen verschiedenen Vorzeichens, die durch entsprechende Beeinflussung des Blindwiderstandsverhältnisses auf geringen Durchgangswiderstand eingestellt ist, durch Änderung dieses Verhältnisses auf größeren Widerstand eingestellt wird, und daß gleichzeitig eine zwischen dem Lastleiter und der nächsten Anzapfstelle eingeschalteteWiderstandskombination aus zwei Blindwiderständen verschiedenen Vorzeichens, die auf hohen Durchgangswiderstand eingestellt ist, auf kleineren Durchgangswiderstand eingestellt und schließlich der Stromzweig der bisherigen Anzapfstelle unterbrochen wird (Fig. 5).
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihenschaltung aus Kapazität und Induktiv ität benutzt wird, daß diese Blindwiderstandskombination durch einmalige Abstimmung auf die Laststromfrequenz auf einen geringen und durch Überbrückung der Kapazität auf erhöhten Durchgangswiderstand eingestellt wird (Fig. i bis 4). . ,4.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Parallelschaltung aus Induktivität und Kapazität als Blindwiderstandskombination verwendet wird, und daß derDuichgangswiderstand dieses Schwingungskreises durch Abstimmung auf die Laststromfrequenz erhöht und durch entsprechende Verstimmung verringert wird (Fig. 6).
5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als Induktivität für die Blindwiderstandskornbination teilweise die Streuinduktivität der Anzapfwicklung, insbesondere die des zwischen zwei Anzapfstellen liegenden Wicklungsteiles, benutzt wird.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie zunächst zwischen die bisherige Anzapfstelle und den Lastleiter eine Blindwiderstandskombination aus einem Kondensator und einer Drossel mit verringertem Gesamtdurchlaßwiderstand einschaltet, hierauf unter gleichzeitiger Umlegung des Laststromkreises auf die nächste Anzapfsteile diese Blindwiderstandskombination durch Regelung der Drossel oder Überbrückung des Kondensators auf hohen Durchlaßwiderstand einstellt und dann die Lastleitung von der bisherigen Anzapfstelle abtrennt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus vier einpoligen Schaltern (8 bis i i) besteht, die mit der einen Klemme an dem Lastleiter (7) liegen, daß von diesen Schaltern beim Überschaltvorgang der erste Schalter (8) den Lastleiter mit der bisherigen Anzapfstelle (4) verbindet, darauf der dritte Schalter (io) den Lastleiter über die Blindwiderstandskombination aus Drossel und Kondensator (12, 13) mit der bisherigen Anzapfstelle verbindet, dann der erste Schalter (8) die direkte Verbindung mit der bisherigen Anzapfstelle unterbricht, anschließend der zweite Schalter (9) und der vierte Schalter (1i) gleichzeitig geschlossen werden, so daß durch den zweiten Schalter eine Verbindung des Lastleiters über die Drossel (12) mit der bisherigen Anzapfstelle und durch den vierten Schalter eine Verbindung ges Lastleiters mit der nächsten Anzapfstelle hergestellt wird, und daß schließlich der zweite und dritte Schalter geöffnet werden (Fig. r bis ¢). B.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, da-. durch gekennzeichnet, daß sie statt der vier Schalter und zwei Stufenwählerkontakte vier Stufenwählerkontakte be= sitzt (Fig. 7).
9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzei!chxet, daß sie den Lastleiter (7), (Fig. 9 bis 13) über sechs Schalter (25 bis 27 bzw. 28 bis 30) mit den Kontakten (5, 6) eines längs der Anzapfstellen (3, 4) entlang schaltbaren Stufenwählers verbindet, # v an denen zwei Schalter (27,28) den Lastleiter (7) unmittelbar mit den beiden Stufenwählerkontakten (5, 6) verbinden, zwei weitere Schalter (26, 29) zu den beiden Belägen eines Kondensators (24) führen, der über die übrigen Schalter (25, 30) und über Drosselspulen (15, 16) an die Stufenwählerkontakte (5, 6) anschließbar ist, bei solcher Steuerung der Schalter, daß bei der Überschaltung von der einen (3) nach der anderen Anzapfstelle (4) zunächst die ersten drei Schalter (25 bis 27) für den einen Stufenwählerkontakt (5) geschlossen werden, dann der dritte (27) dieser Schalter geöffnet wird, hierauf der fünfte (29) und sechste Schalter (30) für den anderen Stufenwählerkontakt (6) geschlossen werden, dann die ersten zwei Schalter (25, 26) geöffnet werden und hierauf durch Schließen des vierten Schalters (28) der Lastleiter (7) unmittelbar an den zweiten Stufenwählerkontakt angeschlossen wird. io. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, die beim Überschalten zwischen die bisherige Anzapfstelle und den Lastleiter eine Blindwiderstandskombination aus einem Kondensator und einer Drosselspule mit verringertem Gesamtdurchgangswiderstand einschaltet und den Lastenstromkreis gleichzeitig über eine weitere Blindwiderstandskömbination aus Kondensator und Drossel mit erhöhtem Gesamtdurchgangswiderstand an die nächstfolgende Anzapfstelle anschließt, hierauf den Gesamtdurchgangswiderstand für die Widerstandskombination der bisherigen Anzapfstelle erhöht und gleichzeitig den für die Widerstandskombination der folgenden Anzapfstelle erniedrigt und dann die Lastleitung von der bisherigen Anzapfstelle abtrennt.