DE908641C - Synchron gesteuerter, durch Kraftspeicher betaetigter Lastschalter fuer Regeltransformatoren - Google Patents

Synchron gesteuerter, durch Kraftspeicher betaetigter Lastschalter fuer Regeltransformatoren

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Publication number
DE908641C
DE908641C DES6436D DES0006436D DE908641C DE 908641 C DE908641 C DE 908641C DE S6436 D DES6436 D DE S6436D DE S0006436 D DES0006436 D DE S0006436D DE 908641 C DE908641 C DE 908641C
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DE
Germany
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current
load
load switch
contacts
cos
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Expired
Application number
DES6436D
Other languages
English (en)
Inventor
Max Schwaiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE908641C publication Critical patent/DE908641C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/593Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for ensuring operation of the switch at a predetermined point of the ac cycle

Description

  • Synchron gesteuerter, durch Kraftspeicher betätigter Lastschalter für Regeltransformatoren Zwecks Verringerung des Kontaktabbrandes und der Schaltölverrußung werden nach einem früheren Vorschlag die Lastschalter von Regeltransformatoren synchron gesteuert.
  • Der Lastschalter wird dabei in bekannter Weise durch einen Kraftspeicher unaufhaltsam von dem einen Hauptkontakt über mit Überschaltwiderständen verbundene Zwischenkontakte zu dem anderen Hauptkontakt durchgeschaltet. Der Kraftspeicher wird von einem Motor geladen, der gleichzeitig den Antrieb der Stufenwähler übernimmt. Zur Auslösung des Kraftspeichers kann man synchron arbeitende Schaltmittel, z. B. Abfallrelais, Synchronmotoren oder wenigstens im Zeitbereich der Auslösung als Synchronmotoren geschaltete Asynchronmotoren, verwenden. Der Auslösezeitpunkt wird so gewählt und die treibenden, dämpfenden Kräfte sowie die Massenkräfte bzw. die Kontaktabstände des Lastschalters werden derart bemessen, daß die Abschaltpunkte der durchlaufenen Abschaltvorgänge im oder kurz vor dem Nulldurchgang des jeweils abzuschaltenden Stroms liegen. Dadurch wird die abzuschaltende Leistung wesentlich herabgesetzt, der Kontaktabbrand und die Verrußungsgefahr für das Öl werden verringert, also wird die Lebensdauer solcher Regeleinrichtungen erhöht.
  • Die Anwendung solcher synchron betätigter Schalteinrichtungen macht aber oft Schwierigkeiten; wenn der Regeltransformator betriebsmäßig mit wechselndem cos p arbeitet. Es verlagern sich dann die Nulldurchggänge &r abzuschaltenden Ströme gegenüber dem Auslösezeitpunkt der synchron arbeitenden Schaltmittel mit der Folge, daß nunmehr die Abschaltpunkte auch auf höhere Augenblickswerte der abzuschaltenden Strömü entfallen können. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, daß der abzuschaltende Strom das eine 11a1 ausschließlich der durch den cos rf der Anlage bedingte Laststrom, das andere Mal ein aus diesem und dem sogenannten Ausgleichstrom zusammengesetzter Strom ist, wobei die Phasenlage des Ausgleichstroms seinerseits von dem cos 7 der Anlage vollkommen unabhängig und nur durch die Charakteristik der Cberschaltwiderstände bedingt ist. 'Man kommt also mit den bekannten Mitteln, die eine Anpassung der Auslösepunkte und damit der Abschaltpunkte an die Phasenlage des Laststroms bewirken, das sind vom Laststrom selbst betätigte oder von cos-q-Relais od. dgl. eingesteuerte s@-ichrone Schaltmittel, allein in der Regel nicht aus. Erfindungsgemäß «=erden diese Schwierigkeiten dadirrch beseitigt, daß als Schaltwiderstände, wie an sich bekannt, gemischte, insbesondere Ohmsche und induktive Widerstände verwendet «erden und die Einschaltdauer der Schaltwiderstände in der einen Ausgleichstrom bedingenden Zwischenstellung in solcher Abhängigkeit vom cos T des Laststroms gebracht ist, daß der Laststrom und der Ausgleichstrom jeweils etwa zusammenfallende Nulldurchgangspunkte haben. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise den den Ausgleichstrom einschaltenden Kontakt mit einer Vorrichtung versehen, die ihn in entsprechender Abhängigkeit vom cos (F des Laststroms verstellt. Damit diese Verstellung immer im selben Sinne wirkt, empfiehlt es sich, an Stelle der üblichen mit Hinundhergang arbeitenden Lastschalter solche mit kreisförmig angeordneten Kontakten zu verwenden, die stets im gleichen Drehsinn umlaufen.
  • Die Erfindung v ird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
  • In Fig. i ist i der bewegliche Kontakt, 2 bis 7 sind die feststehenden Kontakte des Lastschalters. Die Hauptkontakte 2, 5 sind unmittelbar mit den Stufenwählern 6, 7 und die Zwischenkontakte 3, 4 mittelbar über Überschaltwiderstände 8 mit den Stufenwählern verbunden. Die Schaltwiderstände bestehen aus Ohmschen und induktiven Widerständen, die hintereinander- oder parallel geschaltet sein können. In bekannter Weise «erden die Stufenwähler abwechselnd stromlos an den Anzapfkontakten o der regelbaren Wicklung io entlang geschaltet. Der bewegliche Kontakt z wird ebenfalls in bekannter Weise von einem Kraftspeicher unaufhaltsam von dem einen Hauptkontakt 2 über die Zwischenkontakte 3, 4. zum anderen Hauptkontakt i und umgekehrt hindurchgeschaltet. Der erste Abschaltvorgang ergibt sich dann, wenn beim Durchschalten aus der gezeichneten Stellung der Kontakt i die Überbrückung der Kontakte 2 und 3 aufhebt. Hier entspricht der abzuschaltende Strom dem Laststrom. Der zweite Abschaltvorgang fällt auf den Augenblick, in dem die Überbrückung der Kontakte 3 und 4 aufgehoben wird. Der hier abzuschaltende Strom setzt sich aus einem Teil des Laststroms und dem sogenannten Ausgleichstrom zusammen, der , sich durch die Überbrückung benachbarter Wicklungsstufen mittels der Widerstände 8 ergibt. Obwohl die Phase des Ausgleichstroms ausschließlich durch den Charakter der 'C berschaltwiderstände 8 bestimmt ist, läßt sich bei vorübergehender Einschaltung des Ausgleichstroms der Nulldurchgang dieses Stroms, wie Fig. 2 zeigt, verlegen. Hier ist in Abhängigkeit von der Zeit t die Stufenspannung L und der stationäre Verlauf des Ausgleichstroms J_1 wiedergegeben, also jener Verlauf, der sich ergeben würde, wenn die Kontakte 3, 4. dauernd überbrückt blieben. Der Nulldurchgang liegt beim stationären Strom im Zeitpunkt t". Dieser Nulldurchgang würde sich auch ergeben, wenn der Ausgleichstrom im Zeitpunkt 1l eingeschaltet würde, also wenn in diesem Zeitpunkt die Cberbrückung der Kontakte 3, 4 begänne. Wird der Ausgleichstrom aber erst im Punkt L eingeschaltet, dann wird der erste Nulldurchgang auf den Punkt t., vorverlegt. Wird er im Zeitpunkt t, eingeschaltet, dann ergibt sich eine Vorverlegung auf den Punkt t;,. ,Je nachdem man nun den Einschaltzeitpunkt des Ausgleichstroms verlegt, kann man auch den Nulldurchgangspunkt des Ausgleichstroms zeitlich verlagern, und man ist auch ohne weiteres in der Lage, bei wechselndem cos (F des Laststroms, also bei wechselnder Phasenlage, den Nulldurchgangapunkt des Ausgleichstroms jeweils mit dem Nulldurchgangspunkt des Laststroms zusammenfallen zu lassen. Dadurch ergeben sich die für zwei verschiedene Laststromphasen in Fig. 3 dargestellten Verhältnisse. Hier ist wieder T' die Stufenspannung, J1 ist der Laststrom bei günstigster, J, bei ungünstigster betriebsmäßiger Phasenlage. Bei günstigster Phasenlage wird der Zeitpunkt der Überbrückung der Kontakte 3 und 4 auf die Zeit 1r verlegt. Dadurch ergibt sich für den bei Aufhebung der Überbrückung abzuschaltenden Strom, der sich aus einem Teil des Laststrom, z. B. dem halben Laststrom, und dem Ausgleichstrom zusammensetzt, der durch den Kurvenast ii angegebene Verlauf. Die Überbrückung der Kontakte 3, .4 wird im Zeitpunkt t5 aufgehoben, also in einem Augenblick, in dem sowohl der Ausgleichstrom JA als auch der Laststrom J, durch Null hindurchgehen. Doch kann der Abschaltpunkt auch kurz vor dein Zeitpunkt t, liegen.
  • Beim ungünstigsten L eistungsfa?:tor, Kurve J", wird die Überbrückung der Kontakte 3 und 4 schon im Zeitpunkt t., hergestellt. Der etwa aus halbem Laststrom T. und JA sich zusammensetzende abzuschaltende -Strom hat den durch die Kurve 12 dargestellten Verlauf. Er geht im Punkt t.3- durch Null, in dem gleichzeitig der Laststrom J. und der Ausgleichstrom J_1 ihren Nulldurchgang haben.
  • Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, ist der Lastschalter, der gemäß der Fig. i mit einem hin und her gehenden beweglichen Kontakt i arbeitet, als Drehschalter mit einem durch eine Hohlwelle 13 angetriebenen drehbaren Kontakt ioi ausgeführt. Die Zwischenkontakte 3, 4 der Fig. i entsprechen den Zwischenkontakten 103, 104 bzw. 133, 144, während die Hauptkontakte mit io2 und io5 bezeichnet sind.
  • Die Kontakte io2, 104, 105 und 144 sind fest angeordnet, während die Kontakte io3 und 133 an einem mittels einer Welle i4 verstellbaren doppelarmigen Hebel i5o angebracht sind. Die Hohlwelle Z3 wird in bekannter Weise über ein Kraftspeichergetriebe 15 von einem Synchronmotor ih angetrieben, der über einen Drehtransformator 17 an der Drehstromspannung des betreffenden Regeltransformators liegt. Der Drehtransformator 17 wird durch ein cos-g@-Relais i8 jeweils entsprechend der Phasenlage des Laststroms verstellt, so daß sich auch der durch die svrichronen Schaltmittel 15, i6 bedingte Auslösezeitpunkt für den im Getriebe 1,5 enthaltenen Kraftspeicher entsprechend verlagert. Das cos-(1,-1Zelais i8 bzw. ein von ihm gesteuerter Hilfsmotor dreht nun über ein Übersetzungsgetriebe ig mit sich in Abhängigkeit vom Drehweg änderndem Übersetzungsverhältnis die Welle 14 derart, daß sich für die Einschaltzeitpunkte des Ausgleichstroms jeweils die in Fig. 2 und 3 für den günstigsten und ungünstigsten Leistungsfaktor dargestellten Punkte ergeben. Das für das Getriebe ica erforderliche veränderliche Übersetzungsverhältnis kann unschwer rechnerisch aus dem Charakter der Widerstände 8 und den Einschwingvorgängen des Ausgleichstroms ermittelt werden. Man wird mit Kurbel-, Kulissen- oder Kurvengetrieben ohne weiteres auskommen.
  • Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Je nach dem Leistungsfaktor wird durch das cos -g7-Relais i8 über den Drehtransformator 17 die Phasenlage des auf den Synchronmotor 16 einwirkenden Drehstromsystems derartig verdreht, daß die Abschaltpunkte stets im oder kurz vor dem Nulldurchgang des Laststroms liegen. Desgleichen werden über das Getriebe ig die Kontakte 103 und 133 derartig verstellt, daß, wie an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert wurde, der Nulldurchgang des Ausgleichstroms mit dem des Laststroms jeweils zusammenfällt. Dadurch ergeben sich trotz des wechselnden cos q, der Anlage stets die günstigsten Schaltverhältnisse. Bei jedem Schaltschritt durchläuft der bewegliche Kontakt ioi jeweils nur einen Drehwinkel von iSo°. Damit der bewegliche Kontakt immer in der gleichen Richtung unabhängig vom Regelsinn durchlaufen kann, sind die Zwischenkontakte verdoppelt. Man erzielt dadurch den Vorteil, daß die Stellung der Kontakte 103, 133 immer gleichsinnig auf die Verlegung des Nulldurchgangspunktes des Ausgleichstroms einwirkt. Würde der Lastschalter, wie in Fig. i, eine hin und her gehende Bewegung ausführen, dann müßte beim Hingang beispielsweise der Kontakt 3, beim Rückgang beispielsweise der Kontakt 4 entsprechend dem jeweiligen cos cp verstellt werden. Dies würde eine etwas umständliche Konstruktion ergeben.
  • Durch die Erfindung ist es also möglich, die Schwierigkeiten, die bei Benutzung synchron gesteuerter Lastschalter bei Transformatoren mit wechselndem Leistungsfaktor auftreten, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln zu beseitigen.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Synchron gesteuerter, durch Kraftspeicher betätigter Lastschalter für Regeltransformatoren, bei dem der gesamte Umschaltvorgang unaufhaltsam abläuft und die Schaltwiderstände aus gemischten, insbesondere Ohmschen und induktiven Widerständen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer der Schaltwiderstände (8) in der einen Ausgleichstrom (JA) bedingenden Zwischenstellung (Zwischenkontakte 3, 4 bzw. 103, 104 bzw. 133, i44.) in solcher Abhängigkeit vom cos q. des Laststroms (J1 bzw. J2) gebracht ist, daß der Laststrom (J1 bzw. J2) und der Ausgleichstrom (JA) etwa zusammenfallende Nulldurchgangspunkte (z. B. t, oder t5) haben.
  2. 2. Lastschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils den Ausgleichstrom (J_4) einschaltende Kontakt (1o3 oder 133, Fig. 4) mit einer in Abhängigkeit vom cos 99 des Laststroms (J1 bzw. J2) betätigten Verstelleinrichtung (18, id, 14, 15) verbunden ist.
  3. 3. Lastschalter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastschalterkontakte (1o2 bis io5, 133, 1144) im Kreise angeordnet und außer den beiden Hauptkontakten (io@: und io5) vier mit den Widerständen (8) verbundene Hilfskontakte (103, 104, 133, 144) vorgesehen sind, die abwechselnd von einem beweglichen Kontakt (ioi) bestrichen werden, und daß der bewegliche Kontakt (ioi) je Schaltvorgang einen Schaltweg von iSo° zurücklegt.
  4. 4. Lastschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (ioi) sowohl bei Spannungserhöhung als auch bei Spannungserniedrigung im gleichen Sinne bewegt wird.
  5. 5. Lastschalter nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (ioi, Fig. 4 und 5) und der entsprechend dem cos gg verstellbare Kontakt (io3 oder 133) von je einer Welle (13 bzw. 14) angetrieben werden, von denen die eine (13) die andere (14) als Hohlwelle umschließt.
  6. 6. Lastschalter nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die synchronen Schaltmittel (16) entweder vom Laststrom oder von einer beispielsweise mittels cos-T-Relais (18, Fig.5) derartig in der Phase verschobenen Spannung gespeist sind, daß die Abschaltpunkte (z. B. 1, oder t5, Fig. 2 und 3) jeweils im oder kurz vor dem Nulldurchgang des Laststroms (J1 bzw. J2) liegen.
DES6436D 1942-12-08 1942-12-09 Synchron gesteuerter, durch Kraftspeicher betaetigter Lastschalter fuer Regeltransformatoren Expired DE908641C (de)

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DE (1) DE908641C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1146191B (de) * 1957-08-05 1963-03-28 Magdalena Jansen Geb Haase Lastumschalter mit veraenderlichen ohmschen UEberschaltwiderstaenden

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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