DE757165C - Stufenregeleinrichtung fuer Transformatoren, Drosseln, Kondensatoren oder fuer Ohmsche Widerstaende - Google Patents

Description

• Stufenregeleinriehtung für Transformatoren, Drosseln, Kondensatoren oder für Ohmsche Widerstände Die Erfindung betrifft eine Stufenregeleinrichtung für Transformatoren, Drosseln, Kondensatoren oder für Ohmsche Widerstände, bei der die unter Last schaltenden Kontakte sprunghaft von der einen in die andere Schaltstellung gebracht werden. Es sind Stufenregeleinrichtungen bekannt, die aus einem sprunghaft betätigten Lastschalter und zwei getrennt und praktisch stromlos vorrückenden Stufenwählern bestehen. Der bewegliche Kontakt jedes Stufenwählers- ist mit einem Hauptkontakt und über einen Überschaltwiderstand mit einem Vorkontakt des Lastschalters leitend verbunden. Bei anderen bekannten Ausführungsformen ist der sprunghaft betätigteLastschalter gleichzeitig als Stufenwähleinrichtung ausgebildet.
• Solche Stufenregeleinrichtungen weisen oft einen verhältnismäßig großen Kontaktabbrand an den unter Last schaltenden Kontakten auf, namentlich dann, wenn verhältnismäßig große Lastströme zu schalten sind. Dies hat seinen Grund darin, daß die Kontakttrennung vollkommen unkontrolliert in irgendeinem Augenblick, z. B. kurz nach dem Stromnulldurchgang, erfolgt, so daß der Schaltlichtbogen annähernd für die Dauer einer Halbwelle stehenbleibt. Die Erfindung beseitigt diesen Mangel. -Erfindungsgemäß erfolgt die Kontakttrennung der unter Last schaltenden Kontakte der Regeleinrichtung in Abhängigkeit von den Augenblickswerten des Schaltstromes oder der Schaltspannung und in Abhängigkeit von der Stellung des Schalterantriebes durch wenigstens einen Synchronmotor, z. B. Impulsfeldmotor, der die Kontakttrennung stets kurz vor dem Stromnulldurchgang bewirkt.
• Die Erfindung soll an Hand des in derZeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
• i ist ein vorzugsweise unter Öl arbeitender bekannter Lastschalter. Er hat einen dreigliedrigen Kniegelenkrahmen, dessen Glieder mit 2 bis 4 bezeichnet sind. Die Endglieder 2, 4. sind bei 5 und 6 drehbar gelagert. Das Endglied 2 trägt den beweglichen Hauptkontakt ,7 und den beweglichen Vorkontakt g, das Endglied. den beweglichen Hauptkontakt 8 und den beweglichen Vorkontakt io. Diese beweglichen Kontakte arbeiten mit entsprechenden feststehenden Kontakten i i bis 14 zusammen. An dem mittleren Glied 3 greift das eine Ende einer Labilfeder 15 an, deren anderes Ende an dem Schlitten 16 befestigt ist. Die Führung des Schlittens ist durch die Schiene 17 angedeutet. Der Schlitten 16 ist in an sich bekannter Weise über die Kurbel 18 mit der Lastschalterwelle ig gekuppelt. Diese ist wieder über eine Kupplung 2o mit Leergang mit dem einen Teil eines Differentialgetriebes 21 gekuppelt. Der andere ; Teil des Getriebes treibt die Stufenwähler 22, 23 an. DerAntrieb des Differentialgetriebes ist mit 24 bezeichnet. Zwischen der Kurbel 18 und der Kupplung 2o sitzt auf der Lastschalterwelle ein Stirnrad 25. Dieses arbeitet mit den Stirn- -rädern 26 und 27 zusammen. Das Stirnrad 27 wird von einem Synchronmotor 29, das Stirnrad 26 von einem Synchronmotor 28 angetrieben. Der Motor 29 verursacht eine Rechtsdrehung und der Motor 28 eine Linksdrehung der Lastschalterwelle ig: Der- drehrichtungsabhängige Umpolschalter 3o bereitet die Einschaltung des jeweils zur Wirkung kommenden Synchronmotors vor. Die endgültige Einschaltung erfolgt durch den zugehörigen, mit dem Schlitten 16 gekuppelten Schalter 31 bzw. 32, und zwar kurz vor dem Augenblick oder in dem Augenblick, in dem die Feder 15 des Lastschalters i die Labilstellung erreicht.
• Die Stufenregeleinrichtung arbeitet auf folgende Weise: In an sich bekannter Weise wird die Feder des Sprunglastumschalters i aufgeladen und je nach der Schaltrichtung der eine oder andere Stufenwähler 22 bzw. 23 stromlos auf die nächstfolgende Spannungsstufe weiterbewegt. Dabei werden gleichzeitig die Synchronmotoren 28, 29 über die Zahnräder 25 bis 27 angeworfen. Um das Schwungmoment der Anker dieser Motoren zu erhöhen, kann mit jedem Anker, wie in der Zeichnung angedeutet, eine Schwungmasse 28o bzw. 29o gekuppelt sein. Die Anker der Synchronmotoren sind so eingestellt, daß die Motoren kurz vor dem Stromnulldurchgang bzw. Spannungsnulldurchgang ein zur Auslösung des Schalters i ausreichendes Drehmoment aufweisen.
• Mit Rücksicht auf den meist notwendigen unaufhaltsamen Ablauf des Schaltvorganges wird dabei der Augenblick der Trennung der unter Last schaltenden Kontakte entsprechend dem Phasenverschiebungsbereich, innerhalb dem der zu schaltende Strom betriebsmäßig schwankt, am besten so gewählt, daß sich nicht nur die Haupt-, sondern auch die über Überschaltwiderstände damit verbundenen Vorkontakte der Schalteinrichtung kurz vor dem Stromnulldurchgang öffnen. Wenn die betriebsmäßig mögliche Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung bekannt und der Zeitverzug zwischen Auslösung und Kontakttrennung berücksichtigt ist, kann die Steuerung statt in Abhängigkeit von den Augenblickswerten des Stromes auch in Abhängigkeit von den Augenblickswerten der Spannung erfolgen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Lastschalterwelle ig eine Rechtsdrehung ausführt, um den Schalter i auf die festen Kontakte 12, 14 umzulegen. Kurz vor der Labilstellung der Feder 15 wird der Schalter 32 geschlossen. Der Motor 29 erhält dadurch Spannung und legt den Schalter, wie erwähnt, kurz vor dem Stromnulldurchgangbzw. Spannungsnuildurchgang -um. Dies ist ohne weiteres möglich, weil die Kupplung 20 einen Leergang besitzt.
• Bemerkt sei in diesem Zusammenhang, daß der Lastumschalter am besten so ausgeführt wird, daß beim Öffnen der Kontakte 7, 11 und g, 13 der Augenblick der Trennung der Vorkontakte um eine Halbwelle oder um ein Mehrfaches einer Halbwelle später erfolgt als der Augenblick der Trennung der Hauptkontakte. Dann ist nämlich die Gewähr für ein lichtbogenarmes Schalten sowohl an den Hauptals auch an den Vorkontakten gegeben. Die Abschaltung des Synchronmotors erfolgt in dem Augenblick, in dem die Kontakte 7, 11 und g, 13 vollständig geöffnet sind. Wird im umgekehrten Sinne geschaltet, wobei die Lastschalterwelle 1g eine Linksdrehung ausführt, dann wird der Motor 28 über den Schalter 30 für die Einschaltung vorbereitet und kurz vor dem Erreichen der Labilstellung der Feder 15 durch den Schalter 31 eingeschaltet.
• Sollte aus irgendeinem Grunde, beispielsweise infolge einer Störung an den Schaltern 30, 3i, 32, die Einschaltung der Synchronmotoren unterbleiben, so arbeitet trotzdem. der Lastumschalter i weiter, weil die Umschaltung dann durch dieAntriebswelle 24über dieKupplung 2o. erfolgt. Eine Überlastung der Stufenwählereinrichtung vermag infolgedessen nicht einzutreten. Allerdings muß dann für die Dauer der Störung eine stärkere Lichtbogenbildung an den Kontakten des Lastumschalters in Kauf genommen werden. Diese kann nun durch an sich bekannte Anzeigevorrichtungen nach außenkenntlich-gemacht werden, so daß es möglich ist, die Störung rechtzeitig zu beseitigen.
• Statt zweier Synchronmotoren für Rechts-und Linksdrehung kann man auch- mit einem Motor auskommen, wenn man als Motor einen an sich bekannten Impulsfeldmotor benutzt, der ja bekanntlich je nach der Anwurfrichtung in beiden Richtungen umlaufen kann. In diesem Fall ist der Vorbereitungsschalter 30 überflüssig. Ferner kann man die die Haupt- und Vorkontakte überbrückenden Widerstände 33 und 34 mit einer vorzugsweise regelbaren Induktivität in Reihe schalten, um die Phasenlage des aus dem Ausgleichsstrom und dem Laststrom sich bildenden resultierenden Stroms auf den für den Schaltvorgang günstigsten Wert einstellen zu können.
• Des weiteren kann der Lastumschalter selbstverständlich auch in an sich bekannter Weise aus mehreren unabhängigen Schaltern bestehen, deren Schaltmomente versetzt werden können, die aber zeitlich nacheinander oder mit verschiedener Schaltgeschwindigkeit schalten, die vor Ablauf des Schaltvorganges einstellbar ist.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stufenregeleinrichtung für Transformatoren, Drosseln, Kondensatoren oder für Ohmsche Widerstände, bei der die unter Last schaltenden Kontakte sprunghaft von der einen in die andere Schaltstellung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakttrennung der unter Last schaltenden Kontakte (7, 11 und 9, 13 bzw. 8, 12 und io, 14) in Abhängigkeit von den Augenblickswerten des Schaltstromes oder der Schaltspannung und in Abhängigkeit von der Stellung des Schalterantriebs durch wenigstens- einen Synchronmotor, z. B. Impulsfeldmotor, erfolgt, der die Kontakttrennung stets kurz vor dem Stromnulldurchgang bewirkt.
2. 2. Stufenregeleinrichtung nach Anspruch i mit Kniehebellastumschalter für Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Augenblick der Trennung der unter Last schaltenden Kontakte des Kiiiehebellastumschalters entsprechend dem Phasenv erschiebungsbereich, innerhalb dem der zu schaltende Strom betriebsmäßig schwankt, so gewählt wird, daß sich sowohl der Hauptkontakt (7, 11 bzw. 8, 12) als auch der mit diesem.über einen Überschaltwiderstand (33 bzw. 3.4) verbundene zugehörige Vorkontakt (9, 13 bzw. fo, 14) kurz vor dem Stromnulldürchgang öffnen.
3. 3. Stufenregeleinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine der--artige -Ausführung des Kniehebellastumschalters, daß derAugenblickderTrennung des Vörkontaktes (9, 13 bzw. io, i.1) um eine Halbwelle oder um ein Mehrfaches einer Halbwelle später erfolgt als der Augenblick der Trennung des Hauptkontaktes (7, 11 bzw. 8, 12). -..
4. Stufenregeleinrichtung nach den Ansprächen :2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Hauptkontakt und den Vorkontakt eines jeden Kontaktpaares des Kniehebellastumschalters überbrückende Widerstand (33 bzw. 34) mit einer vorzugsweise regelbaren Induktivität in Reihe liegt.
5. 5. Stufenregeleinrichtung nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronmotor (28 bzw. 29) von dem Antrieb der Stufenregeleinrichtung aus angeworfen und erst kurz vor dem Schaltvorgang eingeschaltet wird.
6. 6. Stufenregeleinrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprungschaltwerk (2, 3, :1,15) des Kniehebellastumschalters über eine Kupplung (20) mit Leergang mit dem Antrieb (24) der Stufenregeleinrichtung gekuppelt ist.
7. 7. Stufenregeleinrichtung nach Anspruch 6 für Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der das Sprungschaltwerk (2, 3, .1, 15) auslösende Synchronmotor (28 bzw. 29) an die Stufenspannung des Transformators angeschlossen ist. B.
8. Stufenregeleinrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stromkreis des Synchronmotors (28 bzw. 29) ein Schalter (3 i bzw. 32) liegt, dessen beweglicher Kontakt mit einem die Aufladung des Sprungschaltwerkes überwachenden Organ (16) gekuppelt ist.
9. 9. Stufenregeleinrichtung nach den Ansprüchen i bis 8, mit -zwei Synchronmotoren, von denen der eine für Rechtslauf in der einen Schaltrichtung und der andere für Linkslauf in der anderen Schaltrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung der Motoren durch einen schaltrichtungsabhängigen Schalter (30) vorbereitet wird, der mit dem Antrieb (z4) der Stufenregeleinrichtung gekuppelt ist. io. Stufenregeleinrichtung nach den Ansprüchen i bis g, bei der die unter Last schaltenden Kontakte in einem Ölbehälter liegen, dadurch gekennzeichnet, daB im Ölbehälter bzw. in der Zuleitung zum Ausdehnungsgefäß des Ölbehälters eine an sich bekannte, auf Gasentwicklung oder Öl-Strömung ansprechende Signaleinrichtung eingebaut ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. Ufa 303, 648888, 702 051; USA.-Patentschrift Nr. 1 681774; britische Patentschrift Nr. 384 5a8.