DE826771C

DE826771C - Load switch arrangement

Info

Publication number: DE826771C
Application number: DEP10848A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Werberger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-01-03

Description

Lastschalteranordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Lastschalteranordnung, insbesondere für Höchststromregeltransformatoren. In besonderen Fällen, z. B. bei Bahntransformatoren oder bei Regeltransformatoren mit großer Schalthäufigkeit, besteht die Gefahr, daß das 01 der gewöhnlich unter öl arbeitenden Lastschalteranordnung zu rasch verrußt, zu stark erhitzt wird und gegebenenfalls zu brennen beginnt. Um dies zu verhüten, macht die Erfindung von einem Expansionsschalter oder einem ähnlichen öllosen Leistungsschalter zur Unterbrechung des Last- und Ausgleichsstromes Gebrauch. Ferner ist die Lastschalteranordnung mit einem Schalter für einen Überschaltwiderstand, der bei der Regelung vorübergehend benachbarte Wicklungsstufen überbrückt, mit einem Überbrückungsschalter für den Leistungsschalter sowie mit Umschaltern zum Umlegen der Strompfade der genannten Schalter von einem zum anderen Wähler eines Stufenwählerpaares versehen. Die Erfindung hat die Aufgabe, den öllosen Leistungsschalter soweit als möglich vom Strom zu entlasten; sei es, um die Lebensdauer dieses Schalters zu erhöhen, sei es, um mit einer entsprechend kleinen Schalterbauform auskommen zu können. Erfindungsgemäß stehen die Auslöseorgane des in die Schließstellung strebenden Widerstandsschalters, des in die Offenstellung strebenden Leistungsschalters und des in die Schließstellung strebenden Überbrückungsschalters unter der Einwirkung eines. Kraftspeichers, der die Auslösung dieser Schalter in der genannten Reihenfolge unaufhaltsam veranlaßt, während derAntrieb für den Hauptauslöser, der in der Regel auch die Stufenwähler antreiben wird, ohne Zwischenschaltung eines gemeinsamen Kraftspeichers die genannten Schalter in einer bestimmten Reihenfolge wieder aus den Stellungen, in die sie streben, nimmt und die Schaltung der genannten Umschalter bewirkt. Auf diese Weise erreicht man, daß der öllose Leistungs- Schalter immer nur ganz kurzzeitig Strom führt. Desgleichen ist auch der Überschaltwiderstand immer nur ganz kurzzeitig eingeschaltet. Dadurch werden diese beiden empfindlichen Schaltorgane wesentlich geschont. Die Auslösung der einzelnen Schalter kann in bekannter Weise mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch geschehen, auch können die übrigen Schaltakte in dieser Weise durchgeführt werden. Besonders empfiehlt es sich, für den Leistungsschalter eine solche Auslösung zu wählen, daß der Schalter kurz vor oder beim Nulldurchgang des Stromes öffnet. In diesem Falle können nach früheren Vorschlägen für die Schalterauslösung den Strom überwachende Relais, Synchronmotoren o. dgl. verwendet werden.Load switch arrangement The invention relates to a load switch arrangement, in particular for high-current regulating transformers. In special cases, e.g. B. with railway transformers or with regulating transformers with high switching frequency, there is a risk that the 01 of the load switch arrangement, which usually works under oil, will soot too quickly, be heated too much and possibly start to burn. To prevent this, the invention makes use of an expansion switch or a similar oil-free circuit breaker for interrupting the load and equalizing current. Furthermore, the load switch arrangement is provided with a switch for a transition resistor which temporarily bridges adjacent winding stages during regulation, with a bypass switch for the circuit breaker and with changeover switches for switching the current paths of said switches from one selector to the other of a pair of tap changers. The invention has the task of relieving the oil-free circuit breaker as far as possible from the current; be it to increase the service life of this switch, be it to make do with a correspondingly small switch design. According to the invention, the trigger elements of the resistance switch aiming in the closed position, the circuit breaker aiming in the open position and the bridging switch aiming in the closed position are under the action of a. Energy storage, which causes the triggering of these switches in the order mentioned inexorably, while the drive for the main release, which will usually also drive the step selector, without the interposition of a common energy storage, the mentioned switches in a certain order from the positions in which they are strive, takes and causes the switching of said changeover switch. In this way it is achieved that the oil-free power switch only carries current for a very short time. Likewise, the transition resistor is only switched on for a very short time. As a result, these two sensitive switching elements are significantly spared. The triggering of the individual switches can be done mechanically, electrically, hydraulically or pneumatically in a known manner; the other switching acts can also be carried out in this way. It is particularly advisable to select such a trip for the circuit breaker that the switch opens shortly before or when the current crosses zero. In this case, according to earlier proposals, the current-monitoring relays, synchronous motors or the like can be used for the switch triggering.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher erläutert: In Fig. i ist durch, i ein Teil der Regelwicklung eines Transformators mit Anzapfungen 2, 3 angedeutet, an denen ein Wählerpaar 41, 42 in bekannter Weise abwechselnd stromlos entlanggeschaltet werden kann. Da der Antrieb und die Arbeitsweise solcher Stufenwähler bekannt sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden. Mit dem Stufenwähler 41 ist ein Festkontakt 5 eines Umschalters 6, ferner Festkontakte 7, 8 eines gekuppelten Umschalterpaares 9, io verbunden. Entsprechend sind mit dem Wähler 42 ein Festkontakt i i des Umschalters 6 und Festkontakte 12, 13 des Umschalterpaares 9, io verbunden.The invention is based on the example shown in the drawing explained in more detail: In Fig. i, i is part of the control winding of a transformer indicated with taps 2, 3, on which a pair of voters 41, 42 in a known manner can be switched along alternately without current. Because the drive and the way it works such tap selector are known, they will not be explained in more detail here. With the step selector 41 is a fixed contact 5 of a changeover switch 6, furthermore fixed contacts 7, 8 of a coupled pair of changeover switches 9, io connected. Correspondingly are with the Selector 42 a fixed contact i i of the switch 6 and fixed contacts 12, 13 of the switch pair 9, io connected.

Der bewegliche Kontakt 14 des Umschalters 6 liegt über einen Überbrückungsschalter 15 an der Lastleitung 16. Der bewegliche Kontakt 17 des Umschalters 9 liegt über einen Expansionsschalter 18, der bewegliche Kontakt i9 des Umschalters io liegt über einen Widerstand 20 und einen Widerstandsschalter 21 ebenfalls an der Lastleitung 16. In den Stromkreis des Widerstandes 2o ist noch ein Wandler 22 zur Speisung eines Synchronauslöserelais 23 bekannter Bauform und Wirkungsweise für den Expansionsschalter 18 eingeschaltet.The movable contact 14 of the changeover switch 6 is over a bypass switch 15 on the load line 16. The movable contact 17 of the switch 9 is above an expansion switch 18 connected to the movable contact i9 of the changeover switch io Via a resistor 20 and a resistance switch 21 also on the load line 16. In the circuit of the resistor 2o there is also a converter 22 for feeding a Synchronous release relay 23 of known design and mode of operation for the expansion switch 18 switched on.

Die Schalter 15, 18, 21 sind Kraftspeicherschalter mit Auslöseorganen, und zwar drängt der Kraftspeicher den Überbrückungsschalter 15 in die Schließstellung, den Expansionsschalter 18 in die Offenstellung und den Widerstandsschalter 21 in die Schließstellung.The switches 15, 18, 21 are energy storage switches with triggering devices, namely the energy storage pushes the bypass switch 15 into the closed position, the expansion switch 18 in the open position and the resistance switch 21 in the closed position.

Die Anordnung arbeitet grundsätzlich in der Weise, daß ein gemeinsamer Antrieb, der auch die Stufenwähler 41 und 42 fortschaltet, in einer bestimmten Reihenfolge mittels Steuernocken oder elektrischer Kontakte, Preßluftventile usw. die Schalter 6, 9, io umlegt und die Kraftspeicher der Schalter 15, 18, 21 unter Entfernung der Schalter aus den Schaltstellungen, in die sie streben, auflädt. Wird die Schaltung durch Nocken ausgeführt, dann werden die einzelnen Nocken in der Bewegungsrichtung entsprechend gegeneinander versetzt. Für die Auslösung der Schalter 15, 18, 21 ist aber ein gemeinsamer, von einem einzigen Hauptauslöser betätigter Kraftspeicher vorgesehen, der die Auslöseorgane dieser Schalter unaufhaltsam nacheinander betätigt, so daß diese drei Schalter kurz nacheinander in die Stellungen gelangen, in die sie ihre sich entladenden Kraftspeicher drängen.The arrangement basically works in such a way that a common Drive, which also advances the step selector 41 and 42, in a specific order by means of control cams or electrical contacts, compressed air valves, etc. the switches 6, 9, io folds over and the energy storage of switches 15, 18, 21 with removal of the Switches from the switch positions in which they strive to charge. Will the circuit executed by cams, then the individual cams are in the direction of movement offset against each other accordingly. To trigger the switch 15, 18, 21 is but a common energy store operated by a single main trigger provided, which actuates the triggering devices of these switches inexorably one after the other, so that these three switches shortly after one another reach the positions in which they push their discharging energy stores.

In Fig. 2 und 3 ist beispielsweise eine mechanische Steueranordnung für die einzelnen Schalter dargestellt. Die Umschalter 6, 9 und io sind in einer ersten Flucht A angeordnet und werden über Labilgetriebe und Leergänge durch an Steuerstangen 25 angebrachte Finger 26 in bekannter Weise betätigt. Die Steuerstangen 25 werden über Lenker 27 und eine Kurbelschleife 28 von einer Welle 29 angetrieben. Die Schalter 15, 18. 21 sind in einer zweiten Flucht B angeordnet. Sie haben Kraftspeicherfedern 30, die durch Klinken 31 in der Aufladestellung gesperrt werden können. Die Klinken werden durch Taster 32 ausgerückt. Da solche Anordnungen an sich bekannt sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden.For example, in Figs. 2 and 3 there is a mechanical control arrangement shown for the individual switches. The switches 6, 9 and io are in one first escape A and are arranged via unstable gear and idle gears through to Control rods 25 attached fingers 26 actuated in a known manner. The control rods 25 are driven by a shaft 29 via links 27 and a slider crank 28. The switches 15, 18, 21 are arranged in a second alignment B. They have energy storage springs 30, which can be locked in the charging position by pawls 31. The handles are disengaged by button 32. Since such arrangements are known per se, should they are not explained in more detail here.

Für die Betätigung der in der Flucht B angeordneten Schalter sind an einem Schlitten 33 versetzt Nocken 34 zum Aufladen der Kraftspeicher 3o der einzelnen Schalter angeordnet. Auf dem Schlitten ist ein zweiter Schlitten 36 gelagert, der versetzte, mit den einzelnen Auslöseorganen 32 zusammenarbeitende Nocken 35 trägt. Kraftspeicherfedern 37 suchen den Auslöseschlitten36 in die in den Figuren dargestellte Relativlage zum Hauptschlitten 33 zu bringen. Den Hauptschlitten 33 versetzt eine Kurbelschleife 38, die von einer Welle 39 angetrieben wird, in hin und her gehende Bewegung. Die Wellen 29 und 39 sind durch Zahnräder 40 miteinander gekuppelt. An dem Auslöseschlitten 36 ist noch eine Sperrnase 41 angebracht, die mit einer Klinke 42 zusammenarbeitet. Die Klinke kann durch einen am Hauptschlitten 33 angebrachten Auslöseteil 43 ausgerückt werden.For operating the switches arranged in escape B are on a slide 33 offset cams 34 for charging the energy storage 3o of the individual Arranged switch. A second slide 36 is mounted on the slide, which offset, with the individual trigger members 32 cooperating cams 35 carries. Energy storage springs 37 seek the release slide 36 in the one shown in the figures To bring relative position to the main slide 33. The main carriage 33 is offset Slider crank 38, which is driven by a shaft 39, in reciprocating Move. The shafts 29 and 39 are coupled to one another by gears 40. At the release slide 36 is also a locking lug 41 attached with a pawl 42 cooperates. The pawl can be attached to the main slide 33 by one Release part 43 are disengaged.

Die Auslöseklinke 31 des Schalters 18 kann statt unmittelbar durch einen Auslöser 32 auch durch das Synchronschaltrelais 23 (vgl. auch Fig. i) ausgerückt werden. Die Einschaltung erfolgt durch den Wandler 22 vom Schalter 21.The release pawl 31 of the switch 18 can instead of directly through a release 32 is also disengaged by the synchronous switching relay 23 (see also FIG. i) will. It is switched on by the converter 22 from the switch 21.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Die Schalter 6, 9, io werden programmäßig mittels der am Hauptschlitten 33 angebrachten Nocken 34 unter Aufladung der Kraftspeicher 3o aus den Stellungen, in die sie streben, genommen. Schließlich ist der Hauptschlitten 33 durch die Kurbelschleife 38 so weit in Fig. 2 und 3 nach rechts verschoben worden, daß die Klinke 42 hinter der Nase 41 des Auslöseschlittens 36 einschnappt. Wenn sich bei der weiteren Bewegung der Kurbelschleife 38 der Hauptschlitten 33 wieder nach links bewegt, wird der Auslöseschlitten 36 von der Klinke 42 festgehalten, so daß sich die Federn 37 spannen. Hat sich der Hauptschlitten 33 so weit nach links bewegt, daß der zurückkehrende Auslöseteil 43 die Klinke 42 ausrückt, dann wird der Auslöseschlitten 36 unter Entspannung der Federn 37 rasch nach links bewegt, und die Nocken 35 lösen unaufhaltsam nacheinander die Schalter 15, 18, 21 aus.The arrangement works as follows: The switches 6, 9, io are programmatically by means of the cams 34 attached to the main slide 33 with charging the energy store 3o taken from the positions in which they strive. In the end is the main slide 33 by the slider crank 38 so far in Fig. 2 and 3 after has been moved to the right that the pawl 42 behind the nose 41 of the release slide 36 snaps into place. If, with the further movement of the slider crank 38, the main slide 33 moved to the left again, the release carriage 36 is held by the pawl 42, so that the springs 37 stretch. Has the main slide 33 moved so far to the left moved so that the returning release part 43 disengages the pawl 42, then will the release slide 36 moves rapidly to the left with relaxation of the springs 37, and the cams 35 inexorably trigger the switches 15, 18, 21 one after the other.

Das Schaltprogramm wickelt sich dabei folgendermaßen ab: Zu Beginn haben die einzelnen Schalter die in Fig. i dargestellte Stellung. Nun wird zunächst der Expansionsschalter 18 geschlossen. Dadurch wird ein Parallelstromzweig zu dem Überbrückungsschalter 15 geschaffen. Dann wird dieser Schalter 15 geöffnet. Der Schalter 6 ist nunmehr stromlos. Er wird nun von dem Kontakt 5 auf den Kontakt 11 umgeschaltet. Der Auslöseschlitten 36 hat inzwischen seine rechte Endstellupg erreicht, und durch die darauffolgende Linksbewegung des Hauptschlittens 33 sind die Federn 37 gespannt worden. Jetzt wird der Auslöseschlitten ausgelöst, und die Nocken 35 lösen rrun nacheinander die Schalter 21, 18 und 15 in der angegebenen Reihe aus. Dabei wird der Widerstandsschalter 21 geschlossen. Dadurch wird der Widerstand 20 zwischen die Anzapfungen 2 und 3 eingeschaltet. Dann wird der Expansionsschalter 18 geöffnet. Dadurch wird die Verbindung des Widerstandes 20 und des Lastleiters 16 mit der Anzapfung 2 und dem Stufenwähler 41 unterbrochen. Der Laststrom fließt jetzt ausschließlich über den Widerstand 20, den Stufenwähler 42 zur Anzapfung 3, und schließlich wird derÜberbrückungsschalter 15 geschlossen. Da der Schalter 6 vorher, wie erwähnt, auf den Kontakt 11 umgelegt worden ist, wird dadurch der Widerstand 20 überbrückt und der Lastleiter 16 unmittelbar an die Anzapfung 3 angeschlossen. Die letztgenannten drei Schaltvorgänge folgen kurzzeitig und unaufhörlich aufeinander, so daß also auch der Widerstand 2o nur sehr kurzzeitig eingeschaltet bleibt. Bei der weiteren Drehung der Wellen 29 und 39 wird schließlich noch der Widerstandsschalter 21, der fast keinen Strom führt, wieder unter Aufladung seines Kraftspeichers geöffnet, und schließlich werden die Schalter9, ro, die jetzt stromlos sind, von den Kontakten 7, 13 auf die Kontakte 12, 8 umgelegt. Der Stufenwähler 41 wird inzwischen auf seine nächste Anzapfung fortgeschaltet. Damit ist die Schaltfolge beendet.The switching program is processed as follows: At the beginning the individual switches have the position shown in FIG. Well will first the expansion switch 18 is closed. This creates a parallel branch to the Bypass switch 15 created. Then this switch 15 is opened. Of the Switch 6 is now de-energized. It is now moved from contact 5 to contact 11 switched. The release slide 36 has now reached its right end position, and by the subsequent leftward movement of the main slide 33, the springs are 37 been cocked. The trigger slide is now triggered and the cams 35 rrun successively trigger switches 21, 18 and 15 in the specified row. The resistance switch 21 is closed. This makes the resistor 20 switched between taps 2 and 3. Then the expansion switch 18 open. This will connect the resistor 20 and the load conductor 16 with the tap 2 and the tap selector 41 interrupted. The load current flows now exclusively via resistor 20, tap selector 42 for tap 3, and finally the override switch 15 is closed. Since switch 6 previously, as mentioned, has been applied to the contact 11, the resistance is thereby 20 bridged and the load conductor 16 is connected directly to the tap 3. The last three switching operations briefly and continuously follow one another, so that the resistor 2o remains switched on only for a very short time. at the further rotation of the shafts 29 and 39 finally becomes the resistance switch 21, which carries almost no electricity, is opened again while its energy store is being charged, and finally the switches 9, ro, which are now de-energized, are removed from the contacts 7, 13 transferred to the contacts 12, 8. The step selector 41 is now on his next tap advanced. This ends the switching sequence.

Soll um eine weitere Stufe geregelt werden, dann spielen sich genau die gleichen Schaltvorgänge in derselben Reihenfolge ab, jedoch mit dem Unterschied, daß dabei der Schalter 6 nicht wie vorher von dem Kontakt 5 auf den Kontakt 11, sondern von dem Kontakt 11 auf den Kontakt 5 und die Schalter 9 und ro von den Kontakten 12, 8 auf die Kontakte 7, 13 umgelegt werden und am Ende der Stufenwähler 42 auf die nächsten Anzapfungen weitergeschaltet wird. Wie erwähnt, können die einzelnen Schalter auch in anderer Weise, z. B. elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch oder durch andere mechanische Steuerorgane, z. B. durch eine Nockenwalze, betätigt werden. Die Betätigungsart bildet nicht den Gegenstand der Erfindung. Wesentlich ist nur, daß die Auslöseorgane 31 der Schalter 21, 18, 15 in der angegebenen Reihenfolge von einem gemeinsamen, unter der Einwirkung eines einzigen Hauptauslösers 35, 36 stehenden Kraftspeicher 37 unaufhaltsam nacheinander betätigt werden, während die übrigen Schaltungen in der oben angegebenen Reihenfolge programmmäßig aufeinanderfolgen.If you want to regulate a further level, then play exactly perform the same switching operations in the same order, but with the difference that the switch 6 does not move from contact 5 to contact 11 as before, but from contact 11 to contact 5 and switches 9 and ro from the contacts 12, 8 are transferred to the contacts 7, 13 and at the end of the step selector 42 on the next taps are switched on. As mentioned, the individual can Switch also in other ways, e.g. B. electric, hydraulic or pneumatic or by other mechanical controls, e.g. B. operated by a cam roller. The type of actuation does not form the subject of the invention. It is only essential that the trigger members 31 of the switches 21, 18, 15 in the order given of a common, under the action of a single main trigger 35, 36 standing force storage 37 are operated inexorably one after the other, while the the other circuits in the sequence given above.

Claims

PATENT CLAIM: Load switch arrangement, especially for high-current regulating transformers or the like, with 1 expansion switch or similar oil-free circuit breaker for interruption of the load and equalization current, a switch for a transition resistor that temporarily bridged adjacent winding stages during regulation, a bridging switch for the circuit breaker as well as with changeover switches for switching the current paths of the named Switch from one to the other selector of a step selector pair, characterized in that that the trigger elements (31, Fig. 2) of the resistance switch striving into the closed position (21), the in the open position aspiring circuit breaker (18) and in the Closing position striving bypass switch (15) under the action of a common energy storage device triggered by a single main trigger (42, 43) (37) stand that the triggering of these switches in the order named unstoppable causes, while the drive (39) for the main release without interconnection of a common energy store, said switches (18, 15, 21) off again the positions in which they strive and the switching of the switch (6, 9, ro) causes.