DE743349C

DE743349C - Schalteinrichtung mit zwei parallel nebeneinander angeordneten geradlinigen, je zweimal in verschiedener Richtung durchlaufenen Kontaktbahnen fuer Stufentransformatoren

Info

Publication number: DE743349C
Application number: DES111266A
Authority: DE
Inventors: Georg Mohr; Paul Paschen; Max Schwaiger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1933-10-08
Filing date: 1933-10-08
Publication date: 1943-12-23
Also published as: SE93348C1; FR779750A; BE405550A

Description

Schalteinrichtung mit zwei parallel nebeneinander angeordneten geradlinigen, je zweimal in verschiedener Richtung durchlaufenen Kontaktbahnen für Stufentransformatoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung für Stufentransformatoren mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Kontaktbahnen. Es ist bekannt, die Regelwicklung eines Stufentransformators in zwei über die beweglichen Kontakte einer solchen Schalteinrichtung in Reihe geschaltete Wicklungszweige aufzuteilen. Die Schaltung ist dabei so ausgeführt, daß die Kontakte der beiden Stufenschalter beim Regelvorgang gleichzeitig und in der gleichen Richtung durchgeschaltet werden. Es werden dabei entweder Teile der einen Regelwicklung abgeschaltet bei gleichzeitigem Zuschalten von Teilen der anderen Regelwicklung, oder es werden gleichzeitig auf beiden Regelwicklungen gleich viel Wicklungsteile abgeschaltet. Für größere Stufenzahlen ergibt sieh infolgedessen eine lange Kontaktbahn, die viel Rauaa beansprucht. Außerdem müssen bei Steuerung der Stufenkontakte durch eine Nockenwelle die die einzelnen Stufenschalter betätigenden Nocken sämtlich auf der Welle nebeneinandexliegen. Die Schalteinrichtung ist daher für gedrängten Zusammenbau ungeeignet. Um nun einen Apparat zu schaffen, der bei geringen Abmessungen eine feinstufige Span. nungsregelung gestattet, werden gemäß der Erfindung die beiden Kontaktbahnen beim Regeln. in gegenläufiger Richtung durchgeschaltet. Die Schalteinrichtung wird vorteilhaft so. ausgebildet, daß auf jeden Schaltvorgang an der einen Regelwicklung der gleiche Schaltvargang an der anderen Regelwicklung folgt. Es empfiehlt sich, beim Umschalten der Stufen zunächst zwei Stufen der einen Regelwicklung kurzzuschließen und darauf die entsprechenden Stufen auf dar zweiten Regelwicklung ebenfalls kurzzuschließen. Alsdann werden diese beiden Stufenkurzschlüsse nacheinander aufgehoben.
Bei der Schalteinrichtung kann man längs einer Kontaktbahn verschiebbare Stufenkontakte anwenden. Vorteilhaft werden jedoch. Kontaktfingerpaare oder Druckkontakte vorgesehen, von denen z. B. die feststehende. Kontaktfinger mit den Anzapfungen der Wicklung verbunden und die beweglichen Kontaktfinger an eine gemeinsame Schiene angeschlossen sind. Die beweglichen Kontaktfinger werden durch auf einer Walze oder einer Welle angeordnete Kurvenscheiben oder Nokken gesteuert. Das wechselweise Schalten der Kontakte der beiden Regelwicklungen nacheinander wird durch Versetzen der Nocken auf der Antriebswelle erzielt. Die Steuer-,:alze kann natürlich auch mit Kontaktmessern versehen sein, die in die feststehenden Kontakte eingreifen und diese schließe;., oder sie kann etwa nach Art der Anlasser-' walzen mit Kontaktstücken oder Segmenten versehen sein, die die feststehenden Kontakte überbrücken.
Nach Durchlaufen des halben Regelhubes, wenn alle Stufen der Sekundärwicklung abgeschaltet sind, wird ein Wendeschalter betätigt, so daß sich der Richtungssinn der Sekundärspannung umkehrt. Nach Durchlaufen des gesamten Regelhubes, d.h. von positiver Spannung über Null auf das negative Spannungsmaximum, kann bei automatischem Antrieb der Antrieb durch Anschläge .oder Endausschalter stillgesetzt oder in der Bewegungsrichtung umgeschaltet werden. Mit der Steuerwalze arbeiten gegebenenfalls Vorrichtungen zusammen, die die Stellung der Walze und damit die eingestellte Regelstufe erkennen lassen.
Die regelbare Sekundärspannung des mit der Schalteinrichtung gemäß der Erfindung zusammenarbeitenden Transformators kann für sich oder als Zusatzspannung verwendet werden. Man kann auch vor die' eine nicht regelbare Vorstufe. schalten.
Zur Verringerung der Ausgleichströme während des überschaltens werden vorteilhaft Überschaltividerstände vorgesehen, die in der Verbindungsleitung zwischen den Wicklungsanzapfungen und den Stufenkontakten liegen. Um an Einzelwiderständen zu sparen, genügt es unter Umständen auch, nur jede zweite Stufe mit einem Widerstand auszurüsten oder der Sekundärwicklung selbst genügend hohen Widerstand zu geben, z. B. dadurch, daß man sie aus Material mit hohem spezifischem Widerstand herstellt.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes gezeigt.
Die Fig. 1 zeigt schematisch die Regelschaltung, und zwar befindet sich die Schaltvorrichtung in der Stellung maximaler positiver Zusatzspannung. Es sind sieben Anzapfungen gezeigt; die Kontakte der einen Wicklung 1 o sind mit i bis 7 und die Kontakte der anderen Wicklung 11 mit 1' bis 7' bezeichnet. 12 ist der Wendeschalter. Die Erregung des Transformators erfolgt durch die Wicklung 13. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die Regelwicklungen im Zuge der Netzleitung; es handelt sich also um einen Zusatztransformator. Die Stromrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Beim ßberschalten von einer Stufe auf die nächstfolgende geht man so vor, daß man zunächst das bewegliche Kontaktstück 18 der Kontaktbahn 14 in die in Fig. 2 gezeigte überschaltstellung bringt. Dann tritt eine etwa dein halben Stufenpotential e:itsprecliende Spannungssenkung ein. Darauf wird das bewegliche Kontaktstück 17 der zweiten Kontaktbahn t 5 in die in Fig. 3 gezeigte ü'berschaltstellung gebracht. Nun v-ird entweder das Kontaktstück 17 oder das Kontaktstück 18 fortgeschaltet, so daß der Kurzschluß zunächst in der einen (Fig. q.) und darauf in der anderen Regelwicklung (Fig.S) aufgehoben wird.
Wie ersichtlich ist, erfolgt die Reihenschaltung der beiden Regelwicklungen über die Schienen 19 und 2o, an die die festen Gegenkontakte 1 bis 7 bzw. 1' bis 7' angeschlossen sind. Statt verschiebbarer Kontaktstücke können natürlich auch Kontaktfinger. Schaltmesser oder ähnliche Einrichtungen vorgesehen sein, die durch Drehbewegung oder schraubenförmige Bewegung gesteuert werden. Nach Durchlaufen der beiden Kontaktbahnen, wobei stets die Schaltung der Kontakte abwechselnd erfolgt, ist der halbe Regelhub der Einrichtung durchlaufen. Nunmehr werden die Wendeschalterkontakte 12 umgeschaltet, so daß in der überschaltstellung (Fig. 6) die Wendeschalterkontakte kurzgcschlossen sind; dabei ist die Sekundarwicklung stromlos. Nachdem die Wendeschalterkontakte in die in Fig.7 gezeigte Stellung gebracht sind, werden die Kontaktbahnen in umgekehrtem Sinne durchlaufen.
In Fig.8 ist die erste Schaltstellung für den subtraktiven Regelbereich gezeigt. Hierbei wird von der Netzspannung eine den beiden Stufen 6 und 6' entsprechende Spannung abgesetzt.
In Fig.9 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Walze 2o ist mit zwei Nockenbahnen 21 und 22 ausgerüstet. Statt einer Walze kann natürlich auch eine Welle Verwendung finden, auf die Kokken oder Kurvenscheiben aufgesetzt sind. Durch diese Nocken 21 und 22 werden die Stufenschalterkontaktpaare 23 und 24 (Fig. iol gesteuert. - Die Kontaktpaare bestehen in bekannter Weise aus federnden, mit Kontaktklötzen versehenen Kontaktfingern. Die Kontaktfinger 25 und 26 sind zwischen Isolierstücken 27 eingeklemmt. Die der Walze benachbart liegenden Kontaktfinger 26 werden von den Nocken betätigt, in diesem Falle also nach außen gedrückt. Auch in der in Fig. 1 o gezeigten Draufsicht ist diese Stellung angedeutet. Sie entspricht der Schaltstellung gemäß der Fig. 1. Die Sekundärg-icklung gibt also eine maximale -Zusatzspannung ab. Die beiden N.ockenbahnen sind auf der Walze versetzt angeordnet, d. h. beim Drehen der Walze erfolgt zunächst das Schließen des Kontaktpaares 3ö (Fig, io), alsdann das Schließen des Kontaktpaares 3 i, darauf wird das Kontaktpaar 29 und dann das Kontaktpaar 28 geöffnet.
Der Wendeschalter -besteht aus den vier Kontaktpaaren 32, 33, 34 und 35. In der in Fig. i o gezeigten Stellung sind die Wendeschalterkontaktpaare 33 und 34 geschlossen, und zwar mit Hilfe der Nockenbahnen 36 und 37. Nach Durchlaufen des halben Regelhubes werden zunächst- die Kontakte 32 und 35 geschlossen und darauf die Kontakte 33 und 34 geöffnet. Nunmehr sind die Anschlüsse der Sekundärwicklung vertauscht. Der Wendeschalter kann natürlich auch von der Stufenschalteinrichtung getrennt angeordnet werden. Wesentlich ist nur, daß der beiden Kontaktbahnen gemeinsame Antrieb den Wender betätigt, der zwangsläufig bei gleichbleibender Antriebsrichtung die Regelwicklungsanschlüsse umpolt.
Der Antrieb der Nockenwalze kann von Handoder auch durch Motoren erfolgen. Vorteilhaft werden Asynchron motoren öder selbstanlaufende Synchronmotoren vorgesehen, deren Ständer mit Kurzschlußbrp.len ausgerüstet sind, wie Fig.9 bei 38 zeih . Die Motoren treiben die Schaltwalze über das Zahnrad39 an. Der Antrieb selbst kann umschaltbar sein, z. B. -durch Einschalten eines weiteren Zahnrades - in das Getriebe oder durch Einschalten eines- zweiten Motors für den Rücklauf der SchaltvorrichtLÜZg. Die Motoren können jedoch auch. reversierbar ausgebildet sein.
Beim Ausführungsbeispiel sind zwei Asynchronmotoren, einer für Vor- und einer für Rücklauf, vorgesehen. Die Umsteuerung kann z. B. durch Endkontakte .oder Anschläge erfolgen. Die Asynchronmotoren sind' in dem von den Kontaktfingern und der Schaltwalze begrenzten Raum untergebracht.
Man kann die Ankerstreuung der Motoren so groß wählen, daß die Stromaufnahme des festgebremsten Ankers den Betriebsstroni praktisch nicht überschreitet. Dann genügen feste tndanschläge, die den Anker in der Endstellung festhalten. Man spart auf diese Weise Endausschalter ioder Umsteuerschalter.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildungsform ergibt sich, wenn die Schalteinrichtung unmittelbar auf den 4o aufgesetzt und so mit diesem zu einer baulichen Einheit vereinigt wird.
Die Antriebsvorrichtungen, Motoren, Spannungsrelais usw. werden dann vorteilhafterweise in den Raum unterhalb der Walze, zwischen den Knntaktfingerflurhten, untergebracht In Fig. i i ist im Prinzip die automatische Spannungsregelung mit Hilfe der Einrichtung gemäß der Erfindung gezeigt.
Die Motoren 4i und 42, von denen der eine für den Vorlauf und der andere für den Rücklauf der Schalteinrichtung dient, werden durch das Spannungsrelais 43 mit Hilfe der Schaltvorrichtung 44 in bekannter Weise gesteuert. Bei abnehmender Spannung wird der Motor 42 und bei zunehmender Spannung der Motor 4 1 geschaltet. Die Erregerspannung für die Motoren kann dem zu regelnden Netz entnommen werden. Unter Umständen können auch andere Stromquellen für die Erregung der Motoren, z. B. Batterien oder Umformersätze, verwendet werden.
Für die Regelung der Spannung im mehrphasigen- System werden- vorteilhaft die Schaltvorrichtungen mit einem gemeinsamen Antrieb versehen und die Schaltwalzen in einer Flucht angeordnet und unmittelbar gekuppelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.. Schalteinrichtung mit zwei parallel zueinander angeordneten geradlinigen, je zweimal in verschiedener Richtung durchlaufenen Kontaktbahnen für Stufentransformatoren, bei denen die Regelwicklung in zwei über die beweglichen Kontakte der Schalteinrichtung in Reihe geschaltete Wicklungszweige aufgeteilt i,-t, dadurch gekennzeichnet, daß der beiden Kontaktbahnen (i4 und 15) gemeinsame Antrieb einen Wender betätigt, der zwangsläufig und johne Abtrennung der Regelwicklung bei gleichbleibender Antriebsrichtung dne Regelwicklungsanschlüsse umpolt.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung derart ausgebildet ist, daß nach jedem Schaltvorgang an der einen Regelwicklung der gleiche Schaltvorgang an der anderen Regehvicklung erfolgt.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenkontakte von einer mit zwei Nockenbahnen ausgerüsteten Walze gesteuert werden, deren Länge etwa der Länge einer Nokkenbahn entspricht.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken der einen Bahn auf dem Walzenumfang gegen die Nocken der anderen Bahn versetzt sind, während die Stufenkontakte der beiden kegelwicklungsteile vor der Nokkenwalze einander diametral gegenüberstehen.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu gleichen Spannungsstufen der beiden. Regelwicklungsteile gehörende 1\iocken der beiden Nockenbahnen auf der Nockenwalze einander diametral gegenüberliegen, während die beiden Stufenkontaktreihen vor der Nockenwalze derart angeordnet sind, daß sie mit der Walzenachse einen von ißo° abweichenden Winkel bilden.
6. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schalten um je eine Stufe an beiden Regelw>icklungszweigen zunächst zwei benachbarte Kontakte der einen Kontaktbahn, darauf zwei benachbarte Kontakte der anderen Kontaktbahn geschlossen und alsdann die Kontakte der abzuschaltenden Anzapfungen nacheinander geöffnet werden.
7. Schalteinrichtung nach Anspruch i, da=durch gekennzeichnet, daß jede Wicklungsstufe über einen Widerstand an die Schalteinrichtung angeschlossen ist. B.
Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweifle Wicklungsstufe über einen Widerstand an die Schalteinrichtung angeschlossen ist.
9. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Wendeschalterkontakte in der gleichen Weise wie die Stufenkontakte ausgebildet sind und zu ihrer Betätigung die im Anspruch 3 genannte Nockenwalze verwendet wird. io.
Schalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß vier Kontaktpaare für den Wendeschalter vorgesehen sind, die in der ilberschaltstellung kurzgeschlossen werden. i i.
Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein voller Regelhub einer Umdrehung (etwa 36o°) der Nockenwalze entspricht.
12. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nockenwalze in den Endstellungen mittels Endausschalter stillgesetzt wird.
13. Schalteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Endausschalter in der gleichen Weise betätigt werden und ausgebildet sind wie die Stufenkontakte.
14.. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung der Schalteinrichtung in den Endstellungen durch Anlaufen an feste Anschläge abgebremst wird und als Antriebsmotoren Motoren mit großer Streuung dienen.
15. Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Asynchronmotor oder ein selbstanlaufender Synchronmotor den Vorlauf und ein zweiter den Rücklauf der Nockenwalze bewirkt.
16. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Antriebsvorrichtung reversierbare Motoren verwendet werden.
17. Schalteinrichtung nach Anspruch i 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotoren, gegebenenfalls mit UmsteuexeinrIchtungen, Spannungsrelais u. dgl., unterhalb der Nockenwalze untergebracht sind.
18. Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit dem Transformator zu einer baulichen Einheit vereinigt ist.