EP3189535B1

EP3189535B1 - Schaltanordnung für einen regeltransformator, insbesondere polungsschaltung

Info

Publication number: EP3189535B1
Application number: EP15753057.7A
Authority: EP
Inventors: Martin PANKOFER; Moritz BENGLER; Eduard ZERR; Gerhard BÄUML; Wladimir Bauer; Sebastian Rehkopf; Stefan Herold; Benedikt ITTLINGER; Andreas Stocker; Markus ZINTL
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2035-08-21
Also published as: RU2017111033A; JP6611792B2; DE102014112764A1; JP2017532775A; RU2017111033A3; CN106796850B; RU2699820C2; US20170271098A1; WO2016034439A1; EP3189535A1; US10460884B2; CN106796850A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für einen Regeltransformator, insbesondere eine Polungsschaltung.
Aus der DE 10 2009 060 132 B3 ist ein Stufenschalter mit einem Vorwähler und einer Polungsschaltung bekannt, mit deren Hilfe eine Gasbildung im Isolieröl reduziert werden soll. Der Stufenschalter umfasst einen Wähler und einen Lastumschalter. Der Wähler wählt vor einer Umschaltung zunächst leistungslos die neue Wicklungsanzapfung der Stufenwicklung vor, auf die umgeschaltet werden soll. Die Umschaltung selbst erfolgt durch den Lastumschalter. Am Anfang der Stufenwicklung ist ein erster Polungswiderstand angeschlossen, der über einen ersten Polungsschalter mit einer Lastableitung in Verbindung steht. Am Ende der Stufenwicklung ist ein zweiter Polungswiderstand angeschlossen, der über einen zweiten Polungsschalter wiederum mit der Lastableitung in Verbindung steht. Die beiden Polungsschalter werden nur kurzzeitig vor Beginn der Betätigung des Vorwählers eingeschaltet, so dass nur kurzzeitig der Anfang und das Ende der Stufenwicklung an ein definiertes elektrisches Potenzial angelenkt werden. Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass beim Zuschalten und Abschalten der Polungswiderstände ein Lichtbogen entstehen kann, der eine Zersetzung des Isolieröls im Stufenschalter verursachen kann. Hierdurch können unerwünschte chemische Produkte entstehen, wie z.B. Ruß und Gase, die das Isolieröl verschmutzen und damit die Lebensdauer des Stufenschalters oder des Regeltransformators, der auch als Stufentransformator bezeichnet wird, verkürzen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltanordnung für einen Regeltransformator bereit zu stellen, die einen störungsfreien und gasfreien Betrieb eines Regeltransformators ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Im Folgenden umfasst eine Formulierung der Art "A ist mit B verbunden" die Bedeutungen "A ist direkt mit B elektrisch leitend verbunden" und "A ist indirekt, also über C, mit B elektrisch leitend verbunden", und hat eine Formulierung der Art "A ist an B angeschlossen" die Bedeutung "A ist direkt mit B elektrisch leitend verbunden".
Die Erfindung schlägt eine Schaltanordnung für einen Regeltransformator, der für eine zu regelnde Phase eines Wechselstromnetzes eine erste Wicklung umfasst, vor, umfassend

eine erste Anschlussklemme, die mit der Wicklung verbunden werden kann;
eine zweite Anschlussklemme, die mit einer Ableitung verbunden werden kann;
eine Vakuumschaltröhre;
einen Freischalter;
einen Widerstand, der in Reihe mit der Vakuumschaltröhre und dem Freischalter geschaltet ist;
wobei
die erste Anschlussklemme über die Reihenschaltung mit der zweiten Anschlussklemme verbunden ist.

Die vorgeschlagene Schaltanordnung verringert oder vermeidet durch den Einsatz der Vakuumschaltröhre die Zersetzung und Gasbildung des Isolieröls beim Zu- und Abschalten des Widerstands.
Die vorgeschlagene Schaltanordnung kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens eine oder keine zusätzliche Anschlussklemme und/oder wenigstens eine oder keine zusätzliche Vakuumschaltröhre und/oder wenigstens einen oder keinen zusätzlichen Freischalter und/oder wenigstens einen oder keinen zusätzlichen Widerstand umfassen.
Vorzugsweise kann die Verbindung der ersten Anschlussklemme mit der Wicklung derart erfolgen, dass die erste Anschlussklemme mit einem Zwischenabgriff der Wicklung verbunden wird oder ist, der zwischen den beiden Wicklungsenden der Wicklung liegt.
Der Freischalter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass er oder zumindest seine Kontakte sich in einem dielektrischen Medium oder Luft oder SF6 oder Isolieröl befinden und/oder dass er beispielsweise keine Vakuumschaltröhre und keinen Halbleiterschalter umfasst.
Ferner ist vorgesehen, dass

der Freischalter wenigstens einen ortsfesten Aufschaltkontakt und wenigstens ein elektrisch leitfähiges, bewegliches Lagergehäuse, das wahlweise an den Aufschaltkontakt angelegt oder von dem Aufschaltkontakt getrennt werden kann, umfasst.

Vorzugsweise ist der Aufschaltkontakt fest an einem Gerüst angebracht. Vorzugsweise umfasst das Lagergehäuse an der Außenseite wenigstens einen federnd gelagerten Kontakt, der im geschlossenen Zustand des Freischalters eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Aufschaltkontakt und Lagergehäuse herstellt.
Ferner ist vorgesehen, dass die Schaltanordnung umfasst

einen drehbar gelagerten Polungsrotor, der durch Drehung den Freischalter und die Vakuumschaltröhre betätigt, insbesondere öffnet oder schließt, und an dem insbesondere das Lagergehäuse angebracht ist.

Ferner ist vorgesehen, dass

der Polungsrotor eine obere und eine untere Trägerplatte aufweist, zwischen denen die Vakuumschaltröhre vertikal stehend angebracht ist;
die Vakuumschaltröhre einen Festkontakt und einen Bewegtkontakt aufweist;
der Festkontakt an der unteren Trägerplatte angeordnet ist und der Bewegtkontakt mechanisch mit der oberen Trägerplatte verbunden ist;
eine Antriebswelle vertikal zwischen den Trägerplatten angeordnet ist, über die der Polungsrotor gedreht werden kann.

Ferner ist vorgesehen, dass

der Bewegtkontakt mechanisch mit einem Betätigungshebel verbunden ist;
der Betätigungshebel mit einem ersten Ende im Lagergehäuse schwenkbar gelagert ist;
der Betätigungshebel an einem zweiten Ende eine Rolle trägt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltanordnung umfasst

einen Kurvenzylinder, in dem der Polungsrotor drehbar angeordnet ist;
wobei
der Kurvenzylinder an einem oberen Rand eine Kontur mit wenigstens einem Konturabschnitt aufweist;
die Rolle durch Drehung des Polungsrotors wenigstens einen Konturabschnitt abfährt und damit die Vakuumschaltröhre betätigt, insbesondere geöffnet oder geschlossen, wird.

Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltanordnung für den Regeltransformator, der für wenigstens eine zusätzliche zu regelnde Phase des Wechselstromnetzes jeweils eine zusätzliche erste Wicklung umfasst, ausgebildet ist und umfasst

zu jeder zusätzlichen Wicklung
- eine zusätzliche erste Anschlussklemme, die mit der zusätzlichen Wicklung verbunden werden kann,
- eine zusätzliche zweite Anschlussklemme, die mit einer Ableitung verbunden werden kann,
- eine zusätzliche Vakuumschaltröhre,
- einen zusätzlichen Freischalter und
- einen zusätzlichen Widerstand, der in Reihe mit der zusätzlichen Vakuumschaltröhre und dem zusätzlichen Freischalter geschaltet ist;
ein Betätigungsmittel zum Betätigen der Vakuumschaltröhren in vorbestimmter Abfolge;
wobei
jede zusätzliche erste Anschlussklemme über die zugeordnete Reihenschaltung mit der zugeordneten zweiten Anschlussklemme verbunden ist.

Es kann vorgesehen sein, dass

das Betätigungsmittel derart ausgebildet ist, dass wenigstens zwei Vakuumschaltröhren zueinander zeitversetzt betätigt, insbesondere geöffnet oder geschlossen, werden.

Es kann vorgesehen sein, dass

das Betätigungsmittel den Kurvenzylinder umfasst;
jeder Vakuumschaltröhre wenigstens ein Konturabschnitt zugewiesen ist.

Es kann vorgesehen sein, dass

die Konturabschnitte derart ausgebildet sind, dass beim Drehen des Polungsrotors wenigstens zwei Vakuumschaltröhren zueinander zeitversetzt betätigt, insbesondere geöffnet oder geschlossen, werden.

Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltanordnung für den Regeltransformator, der für wenigstens eine zu regelnde Phase eine zweite Wicklung umfasst, wobei die dieser Phase zugeordnete erste Wicklung einen ersten und einen zweiten Wicklungsabgriff und zwischen den Wicklungsabgriffen einen Zwischenabgriff hat, ausgebildet ist und umfasst

einen Vorwähler, umfassend
- eine erste Vorwählerklemme, die mit dem ersten Wicklungsabgriff verbunden werden kann;
- eine zweite Vorwählerklemme, die mit dem zweiten Wicklungsabgriff verbunden werden kann;
- eine Basisklemme, die mit der zweiten Wicklung verbunden werden kann;
- einen Vorwählerkontakt, der mit der Basisklemme verbunden ist und wahlweise mit der ersten oder zweiten Vorwählerklemme verbunden werden kann;
  wobei
die erste Anschlussklemme mit der Wicklung durch Verbinden mit dem Zwischenabgriff verbunden werden kann.

Es kann vorgesehen sein, dass

der Vorwähler als Wender oder Grobwähler oder Mehrfachgrobwähler ausgebildet ist.

Falls der Vorwähler als Wender ausgebildet ist, dann ist beispielhaft die zweite Wicklung als Stammwicklung und die erste Wicklung als Regelwicklung ausgebildet. Ein Wender ermöglicht es, die Regelwicklung mit der Stammwicklung wahlweise gleichsinnig oder gegensinnig zu der Stammwicklung zu verbinden.
Falls der Vorwähler als Grobwähler ausgebildet ist, dann ist beispielhaft die zweite Wicklung als Regelwicklung und die erste Wicklung als Stammwicklung ausgebildet und liegt beispielhaft der erste Wicklungsabgriff am ersten Wicklungsende der ersten Wicklung und der zweite Wicklungsabgriff zwischen den Wicklungsenden der ersten Wicklung oder liegt beispielhaft der zweite Wicklungsabgriff am zweiten Wicklungsende der ersten Wicklung und der erste Wicklungsabgriff zwischen den Wicklungsenden oder liegen beispielhaft beide Wicklungsabgriffe zwischen den Wicklungsenden. Üblicherweise wird der Teil zwischen den Wicklungsabgriffen als Grobstufenwicklung oder Grobstufe bezeichnet. Ein Grobwähler ermöglicht es, die Grobstufenwicklung wahlweise mit der Regelwicklung zu verbinden oder nicht, also die Grobstufenwicklung zu überbrücken.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden und/oder kombiniert werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen.
Die Zeichnungen zeigen in

FIG. 1: einen Regeltransformator mit einem Laststufenschalter, der einen Lastumschalter und einen Vorwähler sowie eine erfindungsgemäße Schaltanordnung umfasst;
FIG. 2a-h: ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Schaltanordnung sowie einen Schaltablauf der Schaltanordnung;
FIG. 3: eine Perspektivansicht eines Polungsrotors für die Schaltanordnung der FIG. 7;
FIG. 4: eine Perspektivansicht eines Kurvenzylinders für die Schaltanordnung der FIG. 7 mit dem Polungsrotor der FIG. 3;
FIG. 5: einen Schnitt längs der Linie A-A der FIG. 4;
FIG. 6: eine Draufsicht zu der FIG. 4 bei entfernten Lagergehäusen;
FIG. 7: eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Schaltanordnung der FIG. 2a-h als konstruktive Ausgestaltung für drei Phasen;
FIG. 8: ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Schaltanordnung.

In FIG. 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Regeltransformators 10 schematisch dargestellt, der eine Oberspannungs- oder Primärseite mit zwei Wicklungen 2, 7, eine Unterspannungs- oder Sekundärseite 8 und einen Laststufenschalter 11 umfasst. Der Laststufenschalter 11 umfasst einen Lastumschalter 12, einen Wähler mit einem Vorwähler 9 und einem Feinwähler 13 und eine erfindungsgemäße Schaltanordnung 1. Der Regeltransformator 10 ist von einem Transformatorgehäuse 14 umgeben. Mit dem im Inneren 15 des Transformatorgehäuses 14 angeordneten Laststufenschalter 11 können die verschiedenen Anzapfungen 2.1 (siehe FIG. 2) des Regeltransformators 10 beschaltet werden. Um eine ordnungsgemäße Funktionsweise des Regeltransformators 10 gewährleisten zu können, muss der Laststufenschalter 11 den erforderlichen Schaltablauf ohne Störungen ausführen. Der Laststufenschalter 11 ragt in das Transformatorgehäuse 14 hinein, das je nach Typ des Regeltransformators 10 mit Isolieröl gefüllt sein kann. Der Laststufenschalter 11 umfasst hier beispielhaft Lastumschalter 12 und Vorwähler 9, kann aber auch als Lastwähler ausgebildet sein.
Der Laststufenschalter 11 wird mittels eines Motorantriebs 16, der an einer Außenwand 17 des Transformatorgehäuses 14 befestigt ist, über ein Gestänge betätigt. Der Motorantrieb 16 kann jedoch auch unmittelbar am Deckel 18 des Laststufenschalters 11, also am Kopf des Laststufenschalters 11, angeordnet sein.
Der Regeltransformator 10 umfasst für jede zu regelnde Phase eines nicht dargestellten Wechselstromnetzes üblicherweise auf der Primärseite eine erste Wicklung 2 und eine zweite Wicklung 7. Die Schaltanordnung 1 kann beispielsweise als Polungsschaltung die erste Wicklung 2 zeitweise während des Umschaltens des an die erste Wicklung 2 und die zweite Wicklung 7 angeschlossenen Vorwählers 9 elektrisch mit einer Ableitung verbinden, wie nachfolgend anhand der FIG. 2 detailliert beschrieben wird.
Bei dieser Ausführungsform ist der Vorwähler 9 separat von der Schaltanordnung 1 ausgebildet, er kann jedoch auch in die Schaltanordnung 1 integriert oder mit der Schaltanordnung 1 kombiniert sein.
In FIG. 2a ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Schaltanordnung 1 für einen Regeltransformator 10 schematisch dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform ist die erste Wicklung 2 als Regelwicklung, die zweite Wicklung 7 als Stammwicklung, die der Regelwicklung zugeordnet ist, und der Vorwähler 9 als Wender für die Regelwicklung 2 ausgebildet, jedoch kann auch die erste Wicklung 2 als Grobstufenwicklung, die zweite Wicklung 7 als Regelwicklung, die der Grobstufenwicklung zugeordnet ist, und der Vorwähler 9 als Grobwähler für die Grobstufenwicklung ausgebildet sein. Die Regelwicklung 2 hat Anzapfungen 2.1, zwei Wicklungsabgriffe 2.2, 2.3, die beispielhaft an den Wicklungsenden der Regelwicklung 2 liegen und/oder diese Wicklungsenden bilden, und zwischen diesen Wicklungsabgriffen 2.2, 2.3 einen Zwischenabgriff 2.4, der beispielhaft in der Mitte der Regelwicklung 2 liegt.
Die Schaltanordnung 1 umfasst zwei Anschlussklemmen 1.1, 1.2, eine Vakuumschaltröhre 4, einen Freischalter 5 und einen Widerstand 6. Die erste Anschlussklemme 1.1 ist mit dem Zwischenabgriff 2.4 und die zweite Anschlussklemme 1.2 mit einer Ableitung 3 elektrisch leitend verbunden. Die Ableitung 3 ist beispielhaft an das Erdpotenzial angeschlossen, sie kann jedoch auch mit einem anderen definierten elektrischen Potenzial, das beispielsweise ein Sternpunkt, Masse oder ein Dreieckspunkt eines Transformators sein kann, direkt oder indirekt über eine Ableitschiene elektrisch leitend verbunden sein.
Zwischen der ersten Anschlussklemme 1.1 und der zweiten Anschlussklemme 1.2 sind die Vakuumschaltröhre 4, der Freischalter 5 und der Widerstand 6 in Reihe geschaltet, sodass die Anschlussklemmen 1.1, 1.2 über die Reihenschaltung miteinander elektrisch leitend verbunden sind.
In dem in FIG. 2a dargestellten stationären Zustand der Schaltanordnung 1 ist der Freischalter 5 offen und die Vakuumschaltröhre 4 geschlossen. Hierdurch wird erreicht, dass das Lagergehäuse 24 (FIG. 3) des Freischalters 5 und die Vakuumschaltröhre 4 auf demselben definierten Potenzial liegen, wohingegen der Aufschaltkontakt 32 (FIG. 5) des Freischalters 5 und der Widerstand 6 auf einem anderen Potenzial liegen.
Die Regelwicklung 2 kann beispielsweise über den Vorwähler 9 wahlweise gleichsinnig oder gegensinnig mit der Stammwicklung 7 verbunden werden. Der Vorwähler 9 bildet somit einen Wender und weist zwei Vorwählerklemmen 9.1, 9.2, eine Basisklemme 9.3 und einen bewegbaren Vorwählerkontakt 9.4 auf, der mit der Basisklemme 9.3 verbunden ist und wahlweise mit jeder Vorwählerklemme 9.1, 9.2 in elektrischen Kontakt gebracht werden kann. Die erste Vorwählerklemme 9.1 ist an den ersten Wicklungsabgriff 2.2 angeschlossen, die zweite Vorwählerklemme 9.2 an den zweiten Wicklungsabgriff 2.3, und die Basisklemme 9.3 an die Stammwicklung 7.
In FIG. 2b bis 2h ist der Schaltablauf der Schaltanordnung 1 ausgehend von dem stationären Zustand der FIG. 2a abgebildet.
FIG. 2b zeigt den ersten Schritt, in dem die Vakuumschaltröhre 4 geöffnet wird.
FIG. 2c zeigt den zweiten Schritt, in dem der Freischalter 5 geschlossen wird.
FIG. 2d zeigt den dritten Schritt, in dem die Vakuumschaltröhre 4 geschlossen wird. Nun ist der Widerstand 6 mit der Ableitung 3 elektrisch leitend verbunden.
FIG. 2e zeigt den vierten Schritt, in dem der Vorwähler 9 umschaltet und hierzu den Vorwählerkontakt von der zweiten Vorwählerklemme 9.2 trennt und an die erste Vorwählerklemme 9.1 legt. Währenddessen liegt die Mitte der Regelwicklung 2 über die Schaltanordnung 1 auf dem Erdpotenzial.
FIG. 2f zeigt den fünften Schritt, in dem die Vakuumschaltröhre 4 geöffnet wird.
FIG. 2g zeigt den sechsten Schritt, in dem der Freischalter 5 geöffnet wird.
FIG. 2h zeigt den siebenten Schritt, in dem die Vakuumschaltröhre 4 geschlossen wird. Die Schaltanordnung 1 hat nun wieder einen stationären Zustand erreicht, in dem der Freischalter 5 offen und die Vakuumschaltröhre 4 geschlossen ist.
Der Schaltablauf kann also in zwei Phasen unterteilt werden. In der ersten Phase erfolgt das Zuschalten des Widerstands 6, in der zweiten Phase das Abschalten des Widerstands 6. Zwischen diesen Phasen erfolgt üblicherweise die Betätigung des Vorwählers 9.
In FIG. 3 bis 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltanordnung 1 der FIG. 2a-h als konstruktive Ausgestaltung für drei Phasen schematisch dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Schaltanordnung 1 einen drehbar gelagerten Polungsrotor 20, der in FIG. 3 gezeigt ist. Der Polungsrotor 20 umfasst eine untere und eine obere Trägerplatte 21, 22, zwischen denen eine Antriebswelle 23 angeordnet ist. Die Antriebswelle 23 ist mechanisch mit den Trägerplatten 21, 22 derart verbunden, dass beim Drehen der Antriebswelle 23 auch die Trägerplatten 21, 22 gedreht werden. Die Trägerplatten 21, 22 haben beispielhaft die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks, wobei an jeder Ecke jeweils eine Vakuumschaltröhre 4 zwischen den Trägerplatten 21, 22 in vertikaler Richtung stehend angebracht ist. Jede Vakuumschaltröhre 4 weist einen Festkontakt 4.1 und einen Bewegtkontakt 4.2 auf, wobei der Festkontakt 4.1 beispielhaft an der unteren Trägerplatte 21 befestigt ist. Jeder Bewegtkontakt 4.2 erstreckt sich durch die obere Trägerplatte 22 und ist mit einem Lagergehäuse 24 mechanisch und elektrisch leitend verbunden.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Schaltanordnung 1 einen Kurvenzylinder 25, der in FIG. 4 und 5 gezeigt ist. Der Polungsrotor 20 ist in dem Kurvenzylinder 25 vertikal stehend angeordnet. Der Kurvenzylinder 25 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise einem Glasfaserverbundwerkstoff. Der obere Rand 26 des Kurvenzylinders 25 weist eine profilierte Kontur 27 auf und ist insbesondere als umlaufende profilierte Kontur 27 ausgebildet. Die Kontur 27 dient der Betätigung der Vakuumschaltröhren 4. Hierfür ist in jedem Lagergehäuse 24 ein Betätigungshebel 28 mit einer Rolle 29 vorgesehen. Der Betätigungshebel 28 ist an einem ersten Ende 30 drehbar am Lagergehäuse 24 gelagert und trägt an einem zweiten Ende 31 die Rolle 29, die beim Drehen des Polungsrotors 20 mit der Kontur 27 zusammenwirkt. Dabei werden der jeweilige Betätigungshebel 28 und der mit diesem in Wirkverbindung stehende jeweilige Bewegtkontakt 4.2 in vertikaler Richtung bewegt und die jeweilige Vakuumschaltröhre 4 geöffnet oder geschlossen.
Somit bilden der Kurvenzylinder 25, der Polungsrotor 20, die Lagergehäuse 24 und die Betätigungshebel 28 ein Betätigungsmittel zum Betätigen der Vakuumschaltröhren 4 in vorbestimmter Abfolge.
In FIG. 6 ist die Schaltanordnung 1 von oben ohne Lagergehäuse 24 in einem Zustand, der dem Ende des dritten Schritts der FIG. 2d entspricht, schematisch dargestellt. Die drei Vakuumschaltröhren 4 sind jeweils um 120° zueinander gleichmäßig versetzt um die Antriebswelle 23 angeordnet. Die Kontur 27 umfasst sechs Konturabschnitte 34, 35, 36, 37, 38, 39, von denen der erste und zweite Konturabschnitt 34, 35 einer ersten Vakuumschaltröhre 4, der dritte und vierte Konturabschnitt 36, 37 einer zweiten Vakuumschaltröhre 4 und der fünfte und sechste Konturabschnitt 38, 39 einer dritten Vakuumschaltröhre 4 zugeordnet sind. Jeder Konturabschnitt 35-39 ist beispielhaft als Erhebung im oberen Rand 26 ausgebildet und wird von jeweils zwei Zwischenabschnitten 34', 35', 36', 37', 38', 39' begrenzt, die beispielhaft als Vertiefung im oberen Rand 26 ausgebildet sind; es ist jedoch auch möglich, dass jeder Konturabschnitt 35-39 als Vertiefung und jeder Zwischenabschnitt 34'-39' als Erhebung im oberen Rand 26 ausgebildet ist. Da drei Vakuumschaltröhren 4 zum Öffnen betätigt werden müssen, sind die drei einander entsprechenden Konturabschnitte 34, 36, 38 und die drei einander entsprechenden Konturabschnitte 35, 37, 39 jeweils um 120° zueinander versetzt.
Im stationären Zustand der Schaltanordnung 1 (Fig. 2a, 2h, 4, 5) sowie in dem Zustand am Ende des dritten Schritts (FIG. 2d, 6) und in dem Zustand am Ende des vierten Schritts (FIG. 2e) sind die Vakuumschaltröhren 4 geschlossen. Um dies gewährleisten zu können, sind die Zwischenabschnitte 34'-39' derart gestaltet und insbesondere derart tief, dass die jeweilige Rolle 29 am Betätigungshebel 28 nicht mehr auf der Kontur 27 und dem oberen Rand 26 aufliegt. Hierdurch wird sichergestellt, dass jeder Bewegtkontakt 4.2 seine tiefste Position erreicht und die jeweilige Vakuumschaltröhre 4 geschlossen ist. Es ist aber auch möglich, dass die Zwischenabschnitte 34'-39' derart gestaltet und insbesondere derart tief, dass die jeweilige Rolle 29 am Betätigungshebel 28 auf der Kontur 27 und dem oberen Rand 26 aufliegt.
Beispielhaft ist der Kurvenzylinder 25 ortsfest angeordnet und der Polungsrotor 20 drehbar gelagert, es ist jedoch auch die Umkehrung möglich. Da die Rollen 29 zumindest in den Konturabschnitten 35-39 auf dem oberen Rand 26 aufliegen, fahren sie beim Drehen des Polungsrotors 20 die Kontur 27 beziehungsweise zumindest die Konturabschnitte 35-39 ab und öffnen und schließen dementsprechend die jeweiligen Vakuumschaltröhren 4 mittels der Betätigungshebel 28.
Bei dieser Ausführungsform haben die drei einander entsprechenden Konturabschnitte 34, 36, 38 unterschiedliche Längen, wobei beispielhaft der erste Konturabschnitt 34 länger als der fünfte Konturabschnitt 38 und dieser länger als der dritte Konturabschnitt 36 ist. Auch die anderen drei einander entsprechenden Konturabschnitte 35, 37, 39 haben unterschiedliche Längen, wobei beispielhaft der zweite Konturabschnitt 35 länger als der sechste Konturabschnitt 39 und dieser länger als der vierte Konturabschnitt 37 ist. Hierdurch wird erreicht, dass beim Drehen des Polungsrotors 20 unabhängig von dessen Drehrichtung D die Vakuumschaltröhren 4 mit geringem Zeitversatz geöffnet und geschlossen werden. Vorzugsweise ist der erste Konturabschnitt 34 länger als der fünfte Konturabschnitt 38, dieser so lang wie der der zweite Konturabschnitt 35 und länger als sechste Konturabschnitt 39, dieser länger als der vierte Konturabschnitt 37, und dieser so lang wie der dritte Konturabschnitt 36. Es ist aber auch möglich, dass alle Konturabschnitte 35-39 gleich lang sind.
Besonders beim Öffnen der Vakuumschaltröhren 4 ist es vorteilhaft, dass dies nacheinander, also zeitversetzt geschieht, um das hierfür benötigte Drehmoment möglichst niedrig halten zu können.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Schaltanordnung 1 zu jedem Lagergehäuse 24 einen Aufschaltkontakt 32, der in FIG. 7 gezeigt ist. Jeder Aufschaltkontakt 32 ist ortsfest und vorzugsweise an einem Gerüst 33 angebracht. Die Kombination aus jeweils einem Aufschaltkontakt 32 und dem zugeordneten Lagergehäuse 24 bildet den jeweiligen Freischalter 5, der durch Drehung des Polungsrotors 20 betätigt, also geöffnet und geschlossen wird. Da jede Vakuumschaltröhre 4, das dieser Vakuumschaltröhre 4 zugeordnete Lagergehäuse 24, der dieser Vakuumschaltröhre 4 zugeordnete Aufschaltkontakt 32, die Antriebswelle 23 und die untere Trägerplate 21 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, ist es möglich, durch das wahlweise Herstellen oder Trennen der Verbindung zwischen Lagergehäuse 24 und Aufschaltkontakt 32, also das wahlweise Öffnen und Schließen des Freischalters 5, und das wahlweise Schließen und Öffnen der Vakuumschaltröhre 4 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Anschlussklemme 1.1 und der zweiten Anschlussklemme 1.2 wahlweise, beispielsweise gemäß dem oben anhand der FIG. 2a-h beschriebenen Verfahren, herzustellen und zu trennen.
Das Lagergehäuse 24 kann an seiner Außenseite federnd gelagerte Kontakte 19 aufweisen, die eine sichere Kontaktierung zwischen Aufschaltkontakt 32 und Lagergehäuse 24 ermöglichen.
In FIG. 8 ist ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Schaltanordnung 1 für einen Regeltransformator 10 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform, sodass im Folgenden vor Allem die Unterschiede näher erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform ist die erste Wicklung 2 als Grobstufenwicklung, die einen Teil einer Stammwicklung 40 bildet, die zweite Wicklung 7 als Regelwicklung, die der Grobstufenwicklung 2 zugeordnet ist, und der Vorwähler 9 als Grobwähler für die Grobstufenwicklung 2 ausgebildet. Die Regelwicklung 7 hat Anzapfungen 7.1. Der zweite Wicklungsabgriff 2.3 der Grobstufenwicklung 2 liegt beispielhaft zwischen ihren Wicklungsenden. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise der erste Wicklungsabgriff 2.2 der Grobstufenwicklung 2 zwischen ihren Wicklungsenden liegt und der zweite Wicklungsabgriff 2.3 an ihrem zweiten Wicklungsende liegt und/oder dieses Wicklungsende bildet, oder dass beispielsweise beide Wicklungsabgriffe 2.2, 2.3 zwischen diesen Wicklungsenden liegen.
Die Grobstufenwicklung 2 kann beispielsweise über den Vorwähler 9 wahlweise mit der Regelwicklung 7 verbunden werden oder nicht, also überbrückt werden. Der Vorwähler 9 bildet somit einen Grobwähler.

BEZUGSZEICHEN

1: Schaltanordnung
1.1/1.2: erste/zweite Anschlussklemme von 1
2: erste Wicklung, Regelwicklung, Grobstufenwicklung von 10
2.1: Anzapfungen von 2
2.2/2.3: erster/zweiter Wicklungsabgriff von 2
2.4: Zwischenabgriff von 2
3: Ableitung
4: Vakuumschaltröhre
4.1/4.2: Festkontakt/Bewegtkontakt von 4
5: Freischalter
6: Widerstand
7: zweite Wicklung, Stammwicklung, Regelwicklung von 10
7.1: Anzapfungen von 7
8: Sekundärseite von 10
9: Vorwähler
9.1/9.2/9.3/9.4: erste/zweite Vorwählerklemme/Basisklemme/Vorwählerkontakt von 9
10: Regeltransformator
11: Laststufenschalter
12: Lastumschalter
13: Feinwähler
14: Transformatorgehäuse
15: Innere von 14
16: Motorantrieb
17: Außenwand von 14
18: Deckel von 11
19: Kontakte von 24
20: Polungsrotor
21: untere Trägerplatte von 20
22: obere Trägerplatte von 20
23: Antriebswelle
24: Lagergehäuse
25: Kurvenzylinder
26: oberer Rand von 25
27: Kontur von 26
28: Betätigungshebel
29: Rolle
30: erstes Ende von 28
31: zweites Ende von 28
32: Aufschaltkontakt
33: Gerüst
34: erster Konturabschnitt von 27
34': erster Zwischenabschnitt von 27
35: zweiter Konturabschnitt von 27
35': zweiter Zwischenabschnitt von 27
36: dritter Konturabschnitt von 27
36': dritter Zwischenabschnitt von 27
37: vierter Konturabschnitt von 27
37': vierter Zwischenabschnitt von 27
38: fünfter Konturabschnitt von 27
38': fünfter Zwischenabschnitt von 27
39: sechster Konturabschnitt von 27
39': sechster Zwischenabschnitt von 27

Claims

Schaltanordnung (1) als Polungsschaltung, für einen Regeltransformator (10), der für eine zu regelnde Phase eines Wechselstromnetzes eine erste Wicklung (2) umfasst, umfassend
- eine erste Anschlussklemme (1.1), die mit der Wicklung (2) verbunden werden kann;

- eine zweite Anschlussklemme (1.2), die mit einer Ableitung (3) verbunden werden kann;

- eine Vakuumschaltröhre (4) mit einem Festkontakt (4.1) und einen Bewegtkontakt (4.2);

- einen Freischalter (5) mit einem ortsfesten Aufschaltkontakt (32) und einem elektrisch leitfähigen, beweglichen Lagergehäuse (24);

- einen Widerstand (6), der in Reihe mit der Vakuumschaltröhre (4) und dem Freischalter (5) geschaltet ist;

- einen drehbar gelagerten Polungsrotor (20), der eine obere und eine untere Trägerplatte (21, 22) aufweist, zwischen denen die Vakuumschaltröhre (4) vertikal stehend angebracht ist und an dem das Lagergehäuse (24) angebracht ist;

- eine Antriebswelle (23), die vertikal zwischen den Trägerplatten (21, 22) angeordnet ist, über die der Polungsrotor (20) gedreht werden kann;
wobei

- die erste Anschlussklemme (1.1) über die Reihenschaltung mit der zweiten Anschlussklemme (1.2) verbunden ist;

- der Polungsrotor (20) durch Drehung den Freischalter (5) und die Vakuumschaltröhre (4) betätigt;

- das Lagergehäuse (24) wahlweise an den Aufschaltkontakt (32) angelegt oder von dem Aufschaltkontakt (32) getrennt werden kann;

- der Festkontakt (4.1) an der unteren Trägerplatte (21) angeordnet ist und der Bewegtkontakt (22) mechanisch mit der oberen Trägerplatte (21) verbunden ist;

- der Bewegtkontakt (4.2) mechanisch mit einem Betätigungshebel (28) verbunden ist;

- der Betätigungshebel (28) mit einem ersten Ende (30) im Lagergehäuse (24) schwenkbar gelagert ist und an einem zweiten Ende (31) eine Rolle (29) trägt.
Schaltanordnung (1) nach dem vorigen Anspruch, umfassend
- einen Kurvenzylinder (25), in dem der Polungsrotor (20) drehbar angeordnet ist; wobei

- der Kurvenzylinder (25) an einem oberen Rand (26) eine Kontur (27) mit wenigstens einem Konturabschnitt (34, 35, 36, 37, 38, 39) aufweist;

- die Rolle (29) durch Drehung des Polungsrotors (20) wenigstens einen Konturabschnitt (34-39) abfährt und damit die Vakuumschaltröhre (4) betätigt wird.
Schaltanordnung (1) nach einem der vorigen Ansprüche für den Regeltransformator (10), der für wenigstens eine zusätzliche zu regelnde Phase des Wechselstromnetzes jeweils eine zusätzliche erste Wicklung (2) umfasst, umfassend
- zu jeder zusätzlichen Wicklung (2)
• eine zusätzliche erste Anschlussklemme (1.1), die mit der zusätzlichen Wicklung (2) verbunden werden kann,

• eine zusätzliche zweite Anschlussklemme (1.2), die mit einer Ableitung (3) verbunden werden kann,

• eine zusätzliche Vakuumschaltröhre (4),

• einen zusätzlichen Freischalter (5) und

• einen zusätzlichen Widerstand (6), der in Reihe mit der zusätzlichen Vakuumschaltröhre (4) und dem zusätzlichen Freischalter (5) geschaltet ist;

- ein Betätigungsmittel zum Betätigen der Vakuumschaltröhren (4) in vorbestimmter Abfolge;
wobei

- jede zusätzliche erste Anschlussklemme (1.1) über die zugeordnete Reihenschaltung mit der zugeordneten zweiten Anschlussklemme (1.2) verbunden ist.
Schaltanordnung (1) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- das Betätigungsmittel derart ausgebildet ist, dass wenigstens zwei Vakuumschaltröhren (4) zueinander zeitversetzt betätigt werden.
Schaltanordnung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- das Betätigungsmittel den Kurvenzylinder (25) umfasst;

- jeder Vakuumschaltröhre (4) wenigstens ein Konturabschnitt (34, 35, 36, 37, 38, 39) zugewiesen ist.
Schaltanordnung (1) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- die Konturabschnitte (34, 35, 36, 37, 38, 39) derart ausgebildet sind, dass beim Drehen des Polungsrotors (20) wenigstens zwei Vakuumschaltröhren (4) zueinander zeitversetzt betätigt werden.
Schaltanordnung (1) nach einem der vorigen Ansprüche für den Regeltransformator (10), der für wenigstens eine zu regelnde Phase eine zweite Wicklung (7) umfasst, wobei die dieser Phase zugeordnete erste Wicklung (2) einen ersten und einen zweiten Wicklungsabgriff (2.2, 2.3) und zwischen den Wicklungsabgriffen (2.2, 2.3) einen Zwischenabgriff (2.4) hat, umfassend,
- einen Vorwähler (9), umfassend
• eine erste Vorwählerklemme (9.1), die mit dem ersten Wicklungsabgriff (2.2) verbunden werden kann;

• eine zweite Vorwählerklemme (9.2), die mit dem zweiten Wicklungsabgriff (2.3) verbunden werden kann;

• eine Basisklemme (9.3), die mit der zweiten Wicklung (7) verbunden werden kann;

• einen Vorwählerkontakt (9.4), der mit der Basisklemme (9.3) verbunden ist und wahlweise mit der ersten oder zweiten Vorwählerklemme (9.1, 9.2) verbunden werden kann;
wobei

- die erste Anschlussklemme (1.1) mit der ersten Wicklung (2) durch Verbinden mit dem Zwischenabgriff (2.4) verbunden werden kann.
Schaltanordnung (1) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- der Vorwähler (9) als Wender oder Grobwähler ausgebildet ist.