EP0252400B1 - Mit Vorwähler versehener Lastwähler für Stufentransformatoren - Google Patents

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EP0252400B1
EP0252400B1 EP87109335A EP87109335A EP0252400B1 EP 0252400 B1 EP0252400 B1 EP 0252400B1 EP 87109335 A EP87109335 A EP 87109335A EP 87109335 A EP87109335 A EP 87109335A EP 0252400 B1 EP0252400 B1 EP 0252400B1
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EP
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selector
wall
contacts
preselector
polarity
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EP0252400A3 (en
Inventor
Dieter Dr.-Ing. Dohnal
Leo Pillmeier
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/04—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings having provision for tap-changing without interrupting the load current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices

Definitions

  • the invention relates to a multi-phase load selector for step transformers according to the preamble of claim 1.
  • Load selectors of this type are known: publication of the Reinhausen machine factory "step switch type H" 0385/500 MR.
  • the preselector arranged on the side of the load selector is designed as an independent unit with its own head for a second flange provided in the step transformer.
  • the preselector is driven by a linkage arranged on the outer surface of the transformer, which is coupled to the drive of the load selector.
  • Load selectors are also known, in which the selection is provided as a direct component of the actual load selector in the upper or in the lower part of the oil container (DE-C-29 13 271, DE-A-33 10 741).
  • the preselector is located in the oil of the load selector, which is subject to contamination, and this arrangement is therefore not so well suited for high voltages, especially since the isolation distances for the preselector cannot be increased arbitrarily because of the spatial conditions provided for the load selector.
  • the division of the preselector into an upper and a lower part also leads to a very complex drive device.
  • the object of the invention is to provide a multi-phase load selector with preselector of the type mentioned, which is designed as a structural unit with only one tap changer head receiving the drive device and is suitable for particularly high voltages.
  • the advantages achieved with the invention are in particular:
  • the selection is in the clean oil of the transformer.
  • the preselector contacts of a phase are approximately at the same level as the load selector contacts of the same phase, which means that the required connecting lines can be easily laid without crossing and which means that a favorable field distribution can be achieved from the start.
  • the drive of the preselector can be derived directly from the drive of the load selector.
  • the boom on the tap changer head is expediently designed to be hollow, the cavity of the boom communicating with the interior of the tap changer head.
  • An actuating lever for the selector shaft of the preselector can then be arranged in this cavity and can be actuated directly by the Maltese or the drive wheel of the load selector by means of a stop.
  • the drive for the selection is thus particularly simple.
  • the design as a tubular segment with a cylindrical shell as a wall enables the fixed contacts of the preselector to sit in the wall of the tubular segment and that polarization resistances can be arranged next to these contacts on the inside of the wall. It is also possible to provide an additional polarity switch in a particularly simple and space-saving manner, so that - which is desired in many cases - the auxiliary circuit for connecting the control winding only needs to be closed during the actual turning process.
  • auxiliary circuit which serves to link the control winding to a certain potential, in particular when the control winding is switched over by means of the reverser.
  • the auxiliary circuit can also be permanently installed, so that when the load selector is installed in the step transformer, only the center tap of the control winding needs to be connected to the free connection contact of the series connection of the polarization resistors. This arrangement leads to a particularly compact design with minimal space requirements and nevertheless high dielectric strength.
  • the polarity resistances are on both sides of the insulating material wall of the pipe segment.
  • FIGS. 3 to 7 only the tubular segment of the turner is shown in sections for the sake of clarity.
  • the multi-phase load selector consists of a cylindrical oil tank 1 with a tap changer head 2 and with an oil tank bottom 3.
  • the oil tank 1 consisting essentially of an insulating material cylinder, carries a series of fixed step contacts 4 for each phase, which are connected with the Inside the oil container, movable contacts - not shown in detail - work together.
  • the movable contacts are moved by a switching tube 5 (FIG. 2), which is actuated via a drive wheel 6 arranged in the tap changer head 2.
  • the load selector can be placed with a collar 19 of the tap changer head 2 in the usual way on a corresponding flange of the transformer.
  • the preselector 7 To the side of the actual load selector, ie to the side of the cylindrical oil tank 1, is the preselector 7, which extends over the entire height of the load selector. It is supported by a bracket 8 seated on the oil tank bottom 3 and by a bracket 9 seated on the tap changer head 2.
  • the selection 7 is designed as a tube segment, the switching shaft 10 being arranged in the center of the tube segment and being mounted in the arms 8 and 9.
  • the shell-shaped wall 11 of the pipe segment carries the fixed preselector contacts 12, which for each phase are approximately at the same height as the fixed step contacts 4 of the load selector.
  • the associated movable selector contacts 13 are carried and moved by the selector shaft 10 in the usual way.
  • special shielding electrodes 14 are provided between the phases and between phase and earth potential.
  • the arm 9 seated on the tap changer head 2 is provided with a cavity 15.
  • the selector shaft 10 of the preselector extends into this cavity 15 with its journal 16.
  • a lever 17 for actuating the selector shaft 10 is provided on the journal 16 within the cavity 15. This lever 17 is actuated by means of a stop 18, which sits on the drive wheel 6 of the load selector proper.
  • the wall 11 of the tube segment which is held by the brackets 8 of the cylindrical load selector (not shown here), carries fixed reversing contacts 121, 122, 123, of which 123 is the center contact of the turning device.
  • a movable contact optionally establishes an electrical connection of the center contact 123 either with the fixed reversing contact 121 or with the reversing contact 122.
  • shielding electrodes 14 are provided, which are connected by potential connections 141, 142 to the reversing contacts 122 and 123, respectively.
  • FIG. 3 shows, in addition to the reversing contacts 121, 122 and 123, on both sides 111, 112 of the wall 11, in a series connection in a zigzag arrangement, a plurality of rod-shaped polarization resistors 20 are arranged, the one end 21 of which, as far as possible, does not provide a polarity switch is - by means of a electrical line 22 are connected to the center contact 123 of the turner and which are guided with their other end 23 and a further electrical line 24 to a further connection contact 25, which is seated in the wall 11.
  • the center tap of the control winding is connected to this connection contact 25 when the load selector is installed in the step transformer, so that the auxiliary circuit for the potential connection of the control winding is constantly closed.
  • this auxiliary circuit is not constantly closed because of the losses associated therewith, but is only closed during the actual turning operation, which requires an additional polarity switch.
  • Such an additional polarity switch is also provided in the area of the reversing contacts 121, 122, 123 on the inside 111 of the wall 11. Details of the polarity switch are shown in particular in FIGS. 6 and 7.
  • the polarity switch is instead of the electrical line 22 shown in dashed lines in FIG. 3. It has a contact arm 26 which is mounted on the inside 111 of the wall 11 and is held in its open position by a compression spring 27. It is electrically connected to the center contact 123 (FIGS. 3 and 4) of the turner.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrphasigen Lastwähler für Stufentransformatoren gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Derartige Lastwähler sind bekannt: Druckschrift der Maschinenfabrik Reinhausen "Stufenschalter Typ H" 0385/500 MR. Bei diesen Lastwählern, die für hohe Spannungen Verwendung finden, wird der seitlich vom Lastwähler angeordnete Vorwähler als selbständige Baueinheit mit eigenem Kopf für einen im Stufentransformator vorgesehenen zweiten Flansch ausgeführt. Der Antrieb des Vorwählers erfolgt dabei mit einem an der Außenfläche des Transformators angeordneten Gestänge, das mit dem Antrieb des Lastwählers gekoppelt ist.
  • Bekannt sind ferner Lastwähler, bei denen der Vorwähler als unmittelbarer Bestandteil des eigentlichen Lastwählers im oberen oder auch im unteren Teil des Ölgefäßes vorgesehen ist (DE-C-29 13 271, DE-A-33 10 741). Hier befindet sich der Vorwähler jedoch im der Verschmutzung unterworfenen Öl des Lastwählers, und diese Anordnung ist deshalb für hohe Spannungen nicht so gut geeignet, zumal sich auch wegen der für den Lastwähler vorgesehenen räumlichen Verhältnisse die Isolationsabstände beim Vorwähler nicht beliebig vergrößern lassen. Die Aufteilung des Vorwählers in einen oberen und einen unteren Teil führt zudem zu einer sehr aufwendigen Antriebsvorrichtung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehr phasigen Lastwähler mit Vorwähler der eingangs genannten Art anzugeben, der als eine Baueinheit mit nur einem die Antriebsvorrichtung aufnehmenden Stufenschalterkopf ausgeführt, für besonders hohe Spannungen geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Mittel gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere:
    Der Vorwähler befindet sich im sauberen Öl des Transformators. Die Vorwählerkontakte einer Phase liegen etwa auf gleicher Höhe wie die Lastwählerkontakte derselben Phase, wodurch die erforderlichen Verbindungsleitungen einfach zu verlegen sind, ohne daß sich diese kreuzen, und wodurch von vornherein eine günstige Feldverteilung erreichbar ist. Der Antrieb des Vorwählers läßt sich direkt vom Antrieb des Lastwählers ableiten.
  • In zweckmäßiger Weise wird der am Stufenschalterkopf sitzende Ausleger hohl ausgebildet, wobei der Hohlraum des Auslegers mit dem Innern des Stufenschalterkopfes in Verbindung steht. In diesem Hohlraum kann dann ein Betätigungshebel für die Schaltwelle des Vorwählers angeordnet werden, der direkt vom Malteser- oder vom Antriebsrad des Lastwählers mittels Anschlag betätigt werden kann. Der Antrieb für den Vorwähler gestaltet sich so auf besonders einfache Weise.
  • Die Ausführung als Rohrsegment mit einer Zylinderschale als Wand ermöglicht, daß die feststehenden Kontakte des Vorwählers in der Wand des Rohrsegments sitzen können und daß neben diesen Kontakten an der Innenseite der Wand Polungswiderstände angeordnet werden können. Auch läßt sich auf besonders einfache und raumsparende Weise ein zusätzlicher Polungsschalter vorsehen, damit - was in vielen Fällen gewünscht wird - der Hilfsstromkreis zum Anlenken der Regelwicklung nur während des eigentlichen Wendevorganges geschlossen zu werden braucht.
  • Es steht somit ein Hilfsstromkreis zur Verfügung, der dem Anlenken der Regelwicklung an ein bestimmtes Potential dient, insbesondere dann, wenn die Regelwicklung mittels des Wenders umgeschaltet wird. Hierbei kann der Hilfsstromkreis auch fest installiert sein, so daß beim Einbau des Lastwählers in den Stufentransformator lediglich die Mittenanzapfung der Regelwicklung an den freien Anschlußkontakt der Reihenschaltung der Polungswiderstände angeschlossen zu werden braucht. Diese Anordnung führt zu einer besonders kompakten Ausführung mit minimalen Raumbedarf und trotzdem hoher Spannungsfestigkeit.
  • Hierbei ist es besonders günstig, wenn die Polungswiderstände zu beiden Seiten der Isolierstoffwand des Rohrsegmentes liegen.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht des Lastwählers mit Vorwähler und
    Fig. 2
    die Ausführung des Stufenschalterkopfes im Schnitt eines ersten Ausführungsbeispieles, sowie
    Fig. 3
    eine Vorderansicht,
    Fig. 4
    einen Längsschnitt,
    Fig. 5
    eine Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispieles und
    Fig. 6 und 7
    einen Polungsschalter im Detail.
  • In Fig. 3 bis 7 ist hierbei der Übersichtlichkeit wegen lediglich das Rohrsegment des Wenders ausschnittsweise dargestellt.
  • Wie insbesondere aus Figur 1 ersichtlich, besteht der mehr phasige Lastwähler aus einem zylindrischen Ölgefäß 1 mit einem Stufenschalterkopf 2 und mit einem Ölgefäßboden 3. Das im wesentlichen aus einem Isolierstoffzylinder bestehende Ölgefäß 1 trägt für jede Phase eine Reihe von feststehenden Stufenkontakten 4, die mit im Innern des Ölgefäßes angeordneten beweglichen Kontakten -im einzelnen nicht dargestellt - zusammenarbeiten. Die beweglichen Kontakte werden dabei von einem Schaltrohr 5 bewegt (Fig. 2), welches über ein im Stufenschalterkopf 2 angeordnetes Antriebsrad 6 betätigt wird. Der Lastwähler ist mit einem Kragen 19 des Stufenschalterkopfes 2 auf übliche Weise auf einen entsprechenden Flansch des Transformators aufsetzbar. Seitlich vom eigentlichen Lastwähler, also seitlich vom zylindrischen Ölgefäß 1, befindet sich der sich über die gesamte Höhe des Lastwählers erstreckende Vorwähler 7. Er wird von einem am Ölgefäßboden 3 sitzenden Ausleger 8 sowie von einem am Stufenschalterkopf 2 sitzenden Ausleger 9 getragen. Der Vorwähler 7 ist als Rohrsegment ausgebildet, wobei im Zentrum des Rohrsegments die Schaltwelle 10 angeordnet ist, die in den Auslegern 8 und 9 gelagert ist. Die schalenförmig ausgebildete Wand 11 des Rohrsegments trägt die feststehenden Vorwählerkontakte 12, die sich für jede Phase jeweils etwa auf gleicher Höhe befinden wie die feststehenden Stufenkontakte 4 des Lastwählers. Die zugehörigen beweglichen Vorwählerkontakte 13 werden von der Schaltwelle 10 auf übliche Weise getragen und bewegt. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit sind zwischen den Phasen und zwischen Phase und Erdpotential besondere Abschirmelektroden 14 vorgesehen.
  • Wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, ist der am Stufenschalterkopf 2 sitzende Ausleger 9 mit einem Hohlraum 15 versehen. Die Schaltwelle 10 des Vorwählers reicht mit ihrem Lagerzapfen 16 in diesen Hohlraum 15 hinein. Innerhalb des Hohlraumes 15 ist am Lagerzapfen 16 ein Hebel 17 zur Betätigung der Schaltwelle 10 vorgesehen. Dieser Hebel 17 wird mittels Anschlag 18, der am Antriebsrad 6 des eigentlichen Lastwählers sitzt, betätigt.
  • Wie insbesondere aus den Figuren 3 und 4 des zweiten Ausführungsbeispiels ersichtlich, trägt die Wand 11 des Rohrsegments, die von den Auslegern 8 des hier nicht dargestellten zylindrischen Lastwählers gehalten wird, feststehende Wenderkontakte 121, 122, 123, wovon 123 der Mittelkontakt des Wenders ist. Ein beweglicher - hier nicht dargestellter - Kontakt stellt wahlweise eine elektrische Verbindung des Mittelkontakts 123 entweder mit dem festen Wenderkontakt 121 oder mit dem Wenderkontakt 122 her. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit zwischen den Phasen I, II sind Abschirmelektroden 14 vorgesehen, die durch Potentialverbindungen 141, 142 mit den Wenderkontakten 122 bzw. 123 verbunden sind.
  • Wie Figur 3 zeigt, sind neben den Wenderkontakten 121, 122 und 123, und zwar zu beiden Seiten 111, 112 der Wand 11, in einer Reihenschaltung in zickzackförmiger Anordnung mehrere stabförmige Polungswiderstände 20 angeordnet, die mit ihrem einen Ende 21 -soweit kein Polungsschalter vorgesehen ist - mittels einer elektrischen Leitung 22 an den Mittelkontakt 123 des Wenders angeschlossen sind und die mit ihrem anderen Ende 23 und einer weiteren elektrischen Leitung 24 an einen weiteren Anschlußkontakt 25, der in der Wand 11 sitzt, geführt sind. An diesen Anschlußkontakt 25 wird beim Einbau des Lastwählers in den Stufentransformator die Mittenanzapfung der Regelwicklung angeschlossen, so daß der Hilfsstromkreis für die Potentialverbindung der Regelwicklung ständig geschlossen ist. Die Anordnung der stabförmigen Polungswiderstände 20 zu beiden Seiten 111, 112 der Wand 11, wobei immer abwechselnd ein Widerstand an der Außenseite 112 und der nächste an der Innenseite 111 der Wand 11 zu liegen kommt, führt zu einer besonders guten Raumausnutzung und hoher Spannungsfestigkeit.
  • In vielen Fällen wird nun gewünscht, daß dieser Hilfsstromkreis wegen der damit verbunden Verluste nicht ständig geschlossen ist, sondern lediglich während des eigentlichen Wendevorganges geschlossen wird, was einen zusätzlichen Polungsschalter erfordert. Ein derartiger zusätzlicher Polungsschalter ist ebenfalls im Bereich der Wenderkontakte 121, 122, 123 an der Innenseite 111 der Wand 11 vorgesehen. Einzelheiten des Polungsschalters gehen insbesondere aus den Figuren 6 und 7 hervor. Der Polungsschalter liegt dabei anstelle der in Figur 3 gestrichelt gezeichneten elektrischen Leitung 22. Er besitzt einen Kontaktarm 26, der an der Innenseite 111 der Wand 11 gelagert ist und durch eine Druckfeder 27 in seiner geöffneten Stellung gehalten wird. Er ist elektrisch mit dem Mittelkontakt 123 (Fig.3 und 4) des Wenders verbunden. Mittels einer an der Schaltwelle 10 des Wenders sitzenden Kulisse 28 wird der Kontaktarm 26 zu Beginn der Wenderbetätigung gegen den feststehenden Kontakt 29 gedrückt, an dem das eine Ende 21 der Reihenschaltung der Polungswiderstände 20 angeschlossen ist. Hierzu läuft die Kulisse 28 mit ihrer Flanke 30 gegen eine am Kontaktarm 26 sitzende Rolle 31. Die Rolle 31 wird dann am Ende des Wendevorganges durch eine zweite Flanke 32 der Kulisse 28 wieder freigegeben. Es ist ohne weiteres klar, daß der Hilfsstromkreis zum Anlenken der Regelwicklung nur kurzzeitig geschlossen wird, und zwar in der Reihenfolge: Polungsschalter schließt - Wender öffnet - Wender schließt -Polungsschalter öffnet.

Claims (5)

  1. Mehrphasiger Lastwähler für Stufentransformatoren mit einem einen Stufenschalterkopf (2) und einen Ölgefäßboden (3) besitzenden öldichten zylindrischen Gehäuse (1), welches mit einem oberen Kragen (19) des Stufenschalterkopfes (2) auf einen Flansch des Gehäuses des Stufentransformators aufsetzbar ist und mit einem seitlich vom Lastwähler angeordneten Vorwähler (7), dessen bewegliche Kontakte (13) von einer Schaltwelle (10) getragen werden, dadurch gekennzeichnet,
    daß der sich über die gesamte Höhe des Lastwählers erstreckende Vorwähler (7) als ein an je einem Ausleger (8, 9) des Stufenschalterkopfes (2) und des Ölgefäßbodens (3) sitzendes Rohrsegment ausgebildet ist, in dessen Zentrum sich die in den Auslegern (8, 9) gelagerte Schaltwelle (10) des Vorwählers befindet, wobei für jede Phase die Kontakte (12, 13) des Vorwählers (7) etwa in derselben Ebene liegen wie die Kontakte (4) des Lastwählers.
  2. Mehrphasiger Lastwähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Stufenschalterkopf (2) sitzende Ausleger (9) einen mit dem Innern des Kopfes in Verbindung stehenden Hohlraum (15) aufweist, wobei die Schaltwelle (10) des Vorwählers (7) mit ihrem oberen Lagerzapfen (16) in diesen Hohlraum hineinragt und im Hohlraum ein mit dem Lagerzapfen (16) der Schaltwelle verbundener Betätigungshebel (17) angeordnet ist.
  3. Mehrphasiger Lastwähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    die feststehenden Kontakte (12) des Vorwählers (7) in der Wand (11) des Rohrsegmentes sitzen und daß neben diesen Kontakten an der Innenseite der Wand Polungswiderstände (20) angeordnet sind.
  4. Mehrsphasiger Lastwähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere stabförmige zu beiden Seiten (111, 112) der Wand (11) des Rohrsegments in Zickzacklinie durch die Wand hindurch in einer Reihenschaltung verbundene Polungswiderstände (20) vorhanden sind, wobei die Reihenschaltung mit ihrem einen Ende (21) an den Mittelkontakt (123) des Wenders und mit ihrem anderen Ende (23) an einen zusätzlichen in der Wand (11) des Rohrsegments sitzenden Anschlußkontakt (25) geführt ist.
  5. Mehrphasiger Lastwähler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Phase im Rohrsegment neben den Polungswiderständen ein Polungsschalter angeordnet ist und daß der Polungsschalter einen an der Innenseite (111) der Wand (11) des Rohrsegmentes gelagerten mit dem Potential des Mittelkontakts (123) des Wenders verbundenen Kontakthebel (26) besitzt, der mittels einer an der Schaltwelle (10) des Wenders sitzenden Kulisse (28) gegen den zugehörigen in der Wand (11) sitzenden feststehenden Polungskontakt (29) schwenkbar ist, wobei das eine Ende der Reihenschaltung der Polungswiderstände (20) an den als Anschlußkontakt (291) ausgebildeten feststehenden Polungskontakt (29) geführt ist.
EP87109335A 1986-07-05 1987-06-29 Mit Vorwähler versehener Lastwähler für Stufentransformatoren Expired - Lifetime EP0252400B1 (de)

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