-
Synchron in Abhängigkeit von der Spannung oder dem Strom -betätigte,
unter Last arbeitende Stuf enregeleinrichtung für Drehstromtransformatoren Nach
einem früheren Vorschlag «-erden die Stufenregeleinrichtungen von Transformatoren
derart in Abhängigkeit von der Spannung oder dem Strom des Transformators betätigt,
daß der beim Übergang von der einen zur anderen Stufe erforderliche Abschaltvorgang
kurz vor oder im Nulldurchgang der Spannung oder des Stromes stattfindet. Dadurch
werden die Kontakte wesentlich geschont, die Verrußungsgefahr des Schalteröles verringert,
unter Umständen können auch die ganzen Lastschalter entsprechend der geringeren
Beanspruchung kleiner gebaut «-erden. Diese synchrone Schaltung kann in der Weise
durchgeführt «erden, daß die zur Lastumschaltung dienenden Schalter der Regeleinrichtung
Kraftspeicher erhalten, die beispielsweise von dem für den Antrieb der sogenannten
Stufenwähler dienenden Motor aufgeladen werden. Durch von der Spannungs- oder der
Stromphase betätigte Mittel, z. B. Synchronmotoren, Relais od. dgl., wird der Kraftspeicher
in einem solchen Zeitpunkt ausgelöst und die auf die Schaltkontakte einwirkenden,
treibenden und dämpfenden Kräfte sowie die Massenkräfte werden so abgeglichen, daß
bei dem Ablauf des gesamten Schaltvorganges der oder die Abschaltvorgänge genau
zu dem gewünschten Zeitpunkt kurz vor oder beim Nulldurchgang
der
-Strom- öder Spannungsphase liegen. Je nach dem Kräfteverhältnis des betreffenden
Schalters muß also der durch die synchron arbeitenden Mittel herbeigeführte Auslösevorgang
des Kraftspeichers mehr oder weniger weit zeitlich vor den Abschaltvorgang oder
-vorg.ängen verlegt werden, bei größeren Schaltern wird er in der Regel mehrere
Halbwellen vor diesen Vorgängen liegen. Wird zur Synchronisierung ein Synchronmotor
verwendet, so kann der Auslösezeitpunkt leicht durch entsprechende Einstellung des
Ständers oder eines auf der Motorwelle sitzenden Auslösearmes eingestellt werden.
Werden zur synchronen Auslösung sogenannte Abfallrelais benutzt, dann läßt sich
der Auslösezeitpunkt durch räumliche Verstellung von Teilen, durch entsprechende
Abstimmung der treibenden und bremsenden sowie der Massenkräfte des Relais oder
Änderung der Phasenlage des Erregerstromes in bekannter Weise regeln. Bei mehrphasigen
Regeltransformatoren, -drosselspulen od. dgl. verlangt die Einstellung der synchronen
Auslösemittel für die einzelnen Phasen verhältnismäßig viel Aufwand. Die Erfindung
hat die Aufgabe, diesen Mangel zu beseitigen.
-
Erfindungsgemäß ist für die Lastschaltender drei Phasen nur ein die
Synchronschaltung bewirkendes Steuermittel vorgesehen und in den Lastschaltergetrieben
sind einzelne Teile derart räumlich gegeneinander versetzt oder die treibenden und
bremsenden Kräfte sowie die Massenkräfte der einzelnen Lastschalter so verschiedenartig
aufeinander abgestimmt, daß die einzelnen Lastschaltvorgänge in einem i--2o elektrischen
Graden entsprechenden zeitlichen Abstand aufeinanderfolgen. Die Erfindung geht dabei
von der Erkenntnis aus, daß im normalen Betrieb solcher Transformatoren die Belastungsverh,ü`ltnisse
meist so symmetrisch sind, daß bei Drehstromtransformatoren die Nulldurchgänge der
Spannungen oder Ströme fast genau um i2o° gegeneinander versetzt sind oder nennenswerte
Abweichungen davon doch nur so selten auftreten, daß die dadurch bedingte erhöhte
Schaltbeanspruchung in Kauf genommen werden kann. Die Erfindung bietet den Vorteil,
daß die Schalteinrichtung beispielsweise bei Drehstromtransformatoren durch Fortfall
zweier synchroner Steuermittel wesentlich einfacher ausfällt, und daß nur ein einziges
synchrones Steuermittel abgeglichen zu werden braucht.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
-
I bis III, Fig. i, sind die drei Lastschalter eines Drehstromtransformators.
Der Lastschalter I . hat die feststehenden Kontakte i bis q.. Der Kontakt i ist
unmittelbar und der Kontakt 2 ist über den Überschaltwiderstand 5 mit dem einen
Stufenwähler 6 der Regeleinrichtung verbunden. Ferner ist der Kontakt q. unmittelbar
und der Kontakt 3 über den Widerstand 7 mit dem anderen Stufenwähler 8 verbunden.
Die Stufenwähler werden abwechselnd stromlos an den Anzapfstellen der Regelwicklung
entlanggeschaltet. Da die Bauform und Wirkungsweise solcher Regeleinrichtungen an
sich bekannt sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden. Der bewegliche
Kontakt g ist an die eine Lastleitung io in bekannter Weise angeschlossen. Er ist
an einem Kniehebel i i angebracht, dessen Gelenkpunkt 12 von dem einen Arm eines
Winkelhebels 13 angegriffen wird, dessen anderes Armende in einem Kulissenschlitz
14 eines Schiebers 15 läuft. An dem Schieber 15 ist das eine Ende einer Kraftspeicherfeder
16 befestigt, deren anderes Ende an einem weiteren Schieber 17 sitzt. Der Schieber
17 wird mittels einer Kurbel 18 über ein durch ig angedeutetes Getriebe von einem
Asynchronmotor 2o angetrieben, der auch auf Gleichstromerregung umschaltbar ist
und in diesem Fall in bekannter Weise als Synchronmotor läuft. Der Motor treibt
noch ein weiteres Getriebe 21 an, das abwechselnd die Stufenwähler 6 und 8 längs
der Anzapfstellen der Wicklung entlangschaltet. Die Umschaltung auf Gleichstrom
erfolgt mittels der von dem Schieber 17 betätigten Steuerschalter 22, 23.. über
Schütze. Die einzelnen Schaltmittel sind der Einfachheit halber weggelassen. Der
Schieber 17 ist ferner mit einem Stößel 24 versehen, der mit den Auslöseklinken
25, 26 zusammenarbeitet. Die nur schematisch angedeuteten Auslöseklinken verriegeln
den Schieber 15 in der in der Zeichnung dargestellten einen und in der in Pfeilrichtung
dagegen versetzten anderen Endstellung.
-
Die Schalter II und III entsprechen in ihrer Bauform genau dem Schalter
I, jedoch ist der Kulissenschlitzteil i4.o gegen den entsprechenden Teil des Schlitzes
14 und der Kulissenschlitzteil 141 gegen den Schlitzteil 140 räumlich um einen solchen
Betrag versetzt, daß die Schalter I bis III mit einer i 2o elektrischen Graden entsprechenden
zeitlichen Versetzung nacheinander betätigt werden. In Fig. i sind nur die Kulissenbahnen
dargestellt, die bei der Bewegung des Schiebers 15 in der Pfeilrichtung wirksam
werden. Tatsächlich haben die Kulissen 14 und 141, wie die Fig. 2 für die Kulisse
14 zeigt, zwei Kulissenbahnen 14., id.a, die durch einseitig nachgiebige Weichen
27, 28 abwechselnd beim Hin-und Hergang des Schiebers 15 wirksam gemacht werden.
Dadurch bleibt unabhängig von der Bewegungsrichtung des Schiebers 15- die richtige
Phasenfolge der Schalterbetätigung erhalten. Die Schalteinrichtung arbeitet folgendermaßen:
Bei der Betätigung des Regelwerks wird der Motor 2o zunächst als Asynchronmotor
eingeschaltet. Er verstellt die Stufenwähler der einzelnen Phasen und bewegt den
Schieber 17 in der Pfeilrichtung unter Spannung der Feder 16. Kurz bevor der Stößel
24 auf die Klinke 25 trifft, wird der Steuerschalter 22 geschlossen und dadurch
die Gleichstromerregung für den Motor 2o eingeschaltet, so daß dieser Motor nunmehr
ganz genau synchron läuft. In einem auf die Phasenspannung oder den Phasenstrom
genau abgestimmten Zeitpunkt löst der Stößel 2.4 die Klinke 25 aus. Unter Entladung
der Feder 16 bewegt sich nun der Schieber 15 in der Pfeilrichtung mit einer zwar
veränderlichen, aber ein für allemal durch die Kräfteverhältnisse festgelegten Geschwindigkeit.
Dadurch wird zunächst der Schalter I, dann der Schalter II und schließlich
der
Schalter III von dem Kontakt i über die Kontakte 2, 3 auf den Kontakt 4. umgelegt.
Die Schaltbewegungen der Schalter I bis III laufen infolge der räumlichen Versetzung
der Kulissen 1-., 140, i.Ii gegenüber den mit ihnen zusammenarbeitenden Armenden
der Winkelhebel 13 unter einer i2o elektrischen Graden entsprechenden zeitlichen
Versetzung ab, so daß also, wie beim früheren Vorschlag, z. B. für den Schalter
I die zunächst auftretende Überbrückung der Kontakte i und 2 gerade kurz vor dem
Nulldurchgang des Laststromes dieser Phase aufgehoben wird. Ebenso wird die darauffolgende
Überbrückung der Kontakte :2 und 3 kurz vor dem späteren Schaltstromnulldurchgang
aufgehoben. Entsprechendes gilt für die Schalter II und III. Nachdem die Schalter
I bis III mit ihren beweglichen Kontakten g die Endkontakte ,4 erreicht haben, gelangt
der Schieber 15 durch weitere Bewegung in der Pfeilrichtung in seine andere Endlage,
in der er durch die Klinke 26 verriegelt wird. Schon vorher wurde der Steuerschalter
22 wieder geöffnet, weil inzwischen der ihn betätigende Mitnehmerstift i7o des Schiebers
17 an ihm vorbeigewandert ist. Durch einen Endschalter wurde inzwischen auch der
Motor 2o in bekannter Weise abgeschaltet. Diese bekannten Steuerorgane sind in der
Zeichnung nicht dargestellt. Bei erneuter Wiederingangsetzung der Regeleinrichtung
bewegt sich der Schieber 17 entgegen der Pfeilrichtung, ebenso der Schieber 15,
und die beweglichen Kontakte 9 werden von den Kontakten d. auf die Kontakte i zurückgebracht.
Im übrigen spielen sich die Schaltvorgänge im einzelnen ebenso ab wie oben beschrieben.
-
In Fig. 3 hat jeder Schalter I bis III einen besonderen Kulissenschieber
151 bis 153, der je durch besondere Klinken 251, 261, 252, 262
USW. verriegelt wird. Der allen Schaltern gemeinsame Schieber 17 hat drei
Stößel 241, 242, 24.3. Diese Stößel sind gegenüber den Klinken derart versetzt,
daß die Schalter in beiden Bewegungsrichtungen immer mit einer i2o elektrischen
Graden entsprechenden zeitlichen Verschiebung auslösen. Im gezeichneten Beispiel
löst in der einen Bewegungsrichtung der Schalter I, dann der Schalter II und schließlich
der Schalter III aus. Bei der Bewegungsumkehr kehrt sich auch die Reihenfolge der
.Schalterauslösungen um. Im übrigen ist die Wirkungsweise wie .bei Fig. I.
-
Statt durch Versetzung der Stößel und Klinken kann man die zeitliche
Aufeinanderfolge der Abschaltvorgänge auch durch räumliche Versetzung der Schaltkontakte
oder durch verschiedene Abstimmung der beschleunigenden, bremsenden und Massenkräfte
herbeiführen.