DE925240C - Stromteileranordnung an einem dreifach parallel geschalteten Regelschalter - Google Patents

Description

Es ist schon vorgeschlagen worden, durch Einschaltung von Steuerwiderständen ohmscher und induktiver Natur eine zwei- oder mehrfache Stromunterteilung an den Haupt- und Hilfskontakten von Regelschaltern vorzunehmen, indem man jeden dieser Kontakte in mehrere Teilkontakte zerlegt und an entsprechenden Teilwiderständen anschließt. Hierbei soll die stromteilende Wirkung dadurch zustande kommen, daß einer vorzeitigen Unterbrechung eines oder mehrerer Teilkontakte bereits dec Spannungsabfall in den zugehörigen Widerständen in positiver oder negativer Richtung entgegenwirkt und einen künstlichen Lichtbogen erzeugt, der nach Trennung auch des letzten Teilkontaktes zusammen mit dem Teillichtbogen dieses und aller übrigen Teilkontakte beim Nulldurchgang abreißt. Im Falle der Anwendung induktiver Steuerwiderstände wird es als günstig vorgeschlagen, diese im Kraftfluß der Eisenkerne miteinander zu verkoppeln, damit eine künstliche Erhöhung der Öffnungsspannung an demjenigen Teilkontakt entsteht, der vor den anderen Teilkontakten abschalten will.

Oszillographische Aufnahmen an ausgeführten Las !Umschaltern mit ohmschen Überschal twiderständen haben gezeigt, daß sich für die Stromleitung an den Hilfskontakten die einfache Unterteilung der ohmschen Überschaltwiderstände in zwei oder mehr parallel geschalteten Gruppen gut eignet. Ihr Ohmwert ist aus anderen Gründen so hoch, und der an ihnen bei der Lastumschaltung durch den Stromfluß auftretende Spannungsabfall ist so groß, daß sich eine einwandfreie Lichtbogenzündung auch bei Teillast ergibt. Zur Stromteilung an den Hauptkontakten sind jedoch nur niedrigohmige Stromteiler brauchbar. Diese ergeben besonders bei Teil-

last einen so geringen ohmschen Spannungsabfall bei vorzeitiger Abschaltungeines Teilkontaktes, daß die Wirkung eines induktiven Widerstandes hinzugenommen werden muß, um die sichere Lichtbogenzündung zu bewirken.

Zusätzlich wird hierbei zweckmäßig von dem bei Gleichrichtern; seit langem mit gutem Erfolg angewandten System der magnetischen Verkuppelung je zweier induktiver S teuer wider stände auch bei

ίο Lastumschaltern Gebrauch gemacht. Hierbei heben sich infolge gegenläufigen Wicklungssinns die beiden Teilströme bei der erstrebten gleichen Größe in ihrer magnetisierenden Wirkung auf den Eisenkern gegenseitig auf, so daß also an jedem Steuerwiderstand nur der ohmsche Widerstand, nicht aber der induktive (abgesehen von der Streuung) in Erscheinung tritt. Haben die Teilströme jedoch nicht gleiche Größe, so induziert der von der Stromdifferenz verursachte magnetische Fluß indem schwächer belasteten Stromzweig eine Zusatzspannung und in dem stärker belasteten Stromzweig einen Spannungsabfall, die zusammengenommen das Stromgleichgewicht wiederherstellen. Im Falle des Erlöschens eines Teilstromes bringt der zum vollen Betriebsstrom angewachsene Teilstrom einen maximalen magnetischen Fluß hervor, der zwischen den beiden geöffneten Kontakten des erloschenen Teilstromes eine maximale Spannungsdifferenz auftreten läßt, die bei genügender Große und genügend schnellem Auftreten zwischen den geöffneten Kontakten einen Lichtbogen zündet und damit die gestörte Stromteilung wiederherstellt.

Die vorbeschriebenen, von der Gleichrichtertechnik her bekannten Stromleiter gestatten nur die Unterteilung eines Stromes in zwei gleiche Teilströme. Von besonderem technischem Interesse ist jedoch die auf die bekannte Weise nicht erzielbare Unterteilung in drei gleiche Teilströme, da z. B. häufig der Fall eintritt, daß man aus einem dreiphasigen Regelschalter, der drei gleiche Kontaktgruppen am Stufenwähler und Lastumschalter für die drei Phasen U, V₁ W enthält, durch Parallelschaltung der Kontaktgruppen einen einphasigen Regelschalter von dreifacher Nennstromstärke machen möchte.

Erfindungsgemäß läßt sich die Dreifachunterteilung des Betriebsstromes mit Hilfe dreier Stromteiler dadurch erzielen, daß für jeden zu teilenden Stromfluß drei Magnetkerne mit je zwei in ihrer magnetisierenden Wirkung sich gegenseitig aufhebenden Wicklungen vorgesehen sind, wobei jeder der drei die parallel geschalteten Koaitaktgruppen des Regelschalters durchfließenden Teilströme in zyklischer Folge nacheinander die magnetisch positive Wicklung eines Magnetkernes und die magnetisch negative Wicklung eines anderen Magnetkernes durchläuft.'

Abb. ι zeigt einen aus einem unten gezeichneten Stufenwähler und einem oben gezeichneten Lastumschalter bestehenden Regelschalter mit dreifacher Stromteilung durch dauerbelastete Stromteiler mit getrennten Jochen (links) bzw. mit gemeinsamen Jochen (rechts). Die ungeteilten Stromzuleitungen zweier benachbarter Transformatoranzapfungen kommen bei A bzw. B an und werden in drei Teil-Stromkreise a_± bis a₃ bzw. b₁ bis b₃ unterteilt. Diese geteilten Stromkreise durchlaufen erst die Anzapfungskontaktebenen Wa₁ bis Wa₃ bzw. Wb₁ bis Wb₃ des Stufenwählers, dann die Wicklungen der einschenkligen Stromteiler Sta_± bis Sta₃ bzw. des dreisohenkligen Stromteilers Stb und schließlich die Kontakteinrichtungen der drei Lastumschalterteile L₁ bis L₃, bis. sie sich endlich in der Ableitung Al wieder zu einer einzigen Stromleitung vereinigen. Der dreiteilige Lastumschalter L₁ bis L₃ hat in üblicher Weise Hauptkontakte Ha₁ bis Ha₃ auf der Seite der Trafoanzapfung A bzw. Hb₁ bis Hb₃ auf der Seite der Trafoanzapfung B und mit diesen über Widerstände verbundene Hilfskontakte Aa₁ bis Aa₃ bzw. Hb₁ bis hb₃.

Die richtige Stromteilung wird, wie links gezeichnet, durch die zyklisch vertauschte Koppelung der im Wicklungssinn gegeneinandergeschalteten Teilwicklungen ^₁₁ und a₁₂ durch den Magnetkern Sta_t bzw. a₂₁ und a₂₂ durch Sta₂ bzw. a₃₁ und a₃₂ durch Sta_s bewirkt. Die eingezeichneten Pfeile geben die Richtung des Magnetflusses, wie ihn jede Teilwicklung allein erzeugen würde, an. Bei gleichen Teilströmen /-3 heben sich diese Flüsse gegenseitig auf. Wie sich die Flüsse gestalten, wenn ein Teilstrom (z. B. b[ am Hauptkontakt Hb₁ auf der rechten Seite) in der gestrichelt eingezeichneten Stellung der sich nach links bewegenden Lastumschalterteile L₁ bis L₃ zu früh erlöscht, so daß dann die beiden anderen Teilströme b₂ und b₃ je /-2 übernehmen müssen, zeigen die rechts eingezeichneten Pfeile. Der Magnetfluß im mittleren Schenkel ist zu Null ausgeglichen, da der Teilstrom b₂ in der Wicklung O₂₁ und der Teilstrom b₃ in der Wicklung b₉₉ einander entgegengerichtet sind. Die beiden äußeren Schenkel entbehren den gegengerichteten Stromfluß, den der ausgeschaltete TeiJ-strom b_t in den Wicklungen b₃₂ und b_xl hervorbringen würde. Dadurch wird in den parallel geschalteten Wicklungen b₁₂ und ^₃₁ der stromführenden Zweige b₂ und S₃ ein Spannungsabfall um den Betrag AU und in den hintereinandergeschalteten Wicklungen B₃₂ und b_n des nicht stromführenden Zweiges I₁ eine Spannungserhöhung um den Betrag .2 AU induziert. In Summa tritt also an den schon getrennten Kontakten Hb₁ und L₁, wenn Hb₂-L₂ und Hb₃-L₃ noch geschlossen sind, eine Gesamtspannungsdifferenz 3 AU auf, wobei AU aus der Änderungsgeschwindigkeit der Ströme /-2 in einer Teilwick- lung entsteht. Bei richtiger Bemessung der Magnetkörper und der Amperewindungszahl der Teilwicklungen ist 3 AU groß genug, um den abgerissenen Strompfad zwischen Hb₁ und L₁ wieder durch einen Lichtbogen anzuknüpfen, der dann erst wieder zusammen mit den an Hb₂-L₂ und Hb₃-L₃ gezogenen Lichtbögen beim Nulldurchgang des Gesamtstromes abreißt.

Abb. 2 zeigt, einen Regelschalter mit zwischen Stufenwähler und Lastumschalter gelegener dreifächer Stromteilung nur am Lastumschalter mit

Hilfe von nur kurzzeitig belastbaren Stromteilern mit getrennten bzw. gemeinsamen Jochen, wobei die Stromteiler während des Dauerbetriebes durch Dauerhauptkontakte überbrückt sind und nur für die kurze Dauer des Lastumschaltvorgangs unter Strom gesetzt werden. Die ungeteilten Stromzuleitungen A und B von zwei benachbarten Transformatoranzapfungen durchlaufen, in die Teilstromleitungen A₁ bis A_z bzw. B₁ bis B_s geteilt, den wieder unten gezeichneten Stufenwähler, schließen sich hinter diesem wieder zusammen und durchlaufen den Lastumschalter wieder dreigeteilt über die Dauerhauptkontakte Da₁ bis Da₃ und die beweglichen Lastumschaltelemente L₁ bis L₃, hinter denen sie sich wieder zur gemeinsamen Stromableitung Al zusammenschließen. Nach Umschaltung der Lastschaltelemente L₁ bis L₃ laufen entsprechende Teilstromkreise über Sie Dauerhauptkontakte Db₁ bis Db₃. In beiden Dauerbetriebsstel-

lungen sind also die links und rechts gezeichneten Stromteiler nicht eingeschaltet.

Deren Wicklungen, die im Grundsatz wie in Abb. ι geschaltet sind, liegen zwischen den gemeinsamen Zuleitungen A bzw. B und den Schalthauptkontakten Ha₁ bis Ha₃ bzw. Hb₁ bis Hb₃. Sie sind in der links gezeichneten Dauerbetriebsstellung durch die drei beweglichen Lastumschalterteile L₁ bis L₃ überbrückt. Gehen diese im Zuge der Lastumschaltung in der Pfeilrichtung von den Dauerhauptkontakten Da₁ bis Da₃ ab, so wird die Überbrückung der Stromteiler wicklungen aufgehoben, und die Ströme an den Schalthauptkontakten Ha₁ bis Ha₃ werden jetzt durch die Stromteilerwicklungen so lange in drei gleiche Teile geteilt, bis die Lichtbogen zum Erlöschen kommen. Anschließend tritt dieselbe Wirkung auch noch für die Hilfskontakte Ha₁ bis Aa₃ ein.

Den Dauerhauptkontakten darf keine Lichtbogenabschaltung zugemutet werden. Dazu sind die Schalthauptkontakte da. Normalerweise sind die beiden Kontakte (Dauerhauptkontakt und Schalthauptkontakt) widerstandslos miteinander verbunden. Schaltet man jedoch die widerstandsbehafteten Stromteilerwicklungen dazwischen, so ist eine funkenlose Abschaltung am Dauerhauptkontakt nur dann zu erwarten, wenn man den durch den Schaltstrom in der Strom teiler wicklung verursachten Spannungsabfall unter der kritischen Schaltspannung, wie sie für die verwandten Kontaktmaterialien gegeben ist, hält.

Abb. 3 zeigt einen Regelschalter mit zwischen Lastumschalter und Ableitung gelegener dreifacher Stromteilung. Da hier nur noch ein einziger Stromfluß ist, genügt auch die Anwendung nur eines Stromteilers. Dies ist ein Vorteil gegenüber der Notwendigkeit zweier Stromteiler zwischen Stufenwähler und Lastumschalter wie bei Abb. 1 und 2, setzt aber die isolierte Herausführung der drei Ableitungen Al₁ bis Al₃ von den beweglichen Lastumschalterteilen L₁ bis L₃ voraus. Bei dreiphasigen Sternpunktlastumschaltern, die man als einphasige Lastumschalter mit dreifacher Stromstärke betreiben will, sind die drei Lastumschalterteile L₁ bis L₃ jedoch meistens metallisch miteinander verbunden.

Die dauerbelastbaren Stromteiler gemäß Abb. 1 und 3 haben den Vorteil, daß man in der Spannungsabfallbemessung frei ist und auch während des Dauerbetriebes eine einwandfreie Stromteilung hat. Sie haben dagegen den Nachteil großer, dem Dauerbetrieb gewachsenen Dimensionen.

Die kurzzeitig belastbaren Stromteiler gemäß Abb. 2 haben gegenüber dem Vorteil kleiner Dimensionen den Nachteil geringer Zündleistung für den abgerissenen Lichtbogen und der Beschränkung ihrer stromteilenden Funktion auf die Schaltkontakte des Lastumschalters.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Stromteileranordnung an einem dreifach parallel geschalteten Regelschalter für Stufentransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden zu teilenden Stromfluß drei Magnetkerne mit je zwei in ihrer magnetisierenden Wirkung sich gegenseitig aufhebenden Wicklungen vorgesehen sind, wobei jeder der drei die parallel geschalteten Kontaktgruppen des Regelschalters durchfließenden Teilströme in zyklischer Folge nacheinander die magnetisch positive Wicklung eines Magnetkernes und die magnetisch negative Wicklung eines anderen Magnetkernes durchläuft.

2. Stromteileranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Magnetkerne durch gemeinsame Joche nach Art eines Drehstromkernes miteinander vereinigt sind.

3. Stromteileranordnung nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Magnetkerne während des normalen Betriebes durch Kontaktpaare überbrückt sind und nur während des Lastumschaltvorganges in den Stromkreis eingeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

9604 3.SS