WO2011157318A1 - Tap changer - Google Patents
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Definitions
- Vacuum interrupter in series with a switching resistance, as
- Gear element coupled to a shift shaft and has a relation to the other switching elements or vacuum interrupters and independent of the switching direction timed forward switching or trip time on.
- a forward switching time having mechanical switching element may preferably be connected in series with at least one other switching element or a vacuum interrupter, which have an open contact at the switching time.
- FIG. 5 shows, by means of a further circuit diagram, a variant of a tap changer supplemented by two additional permanent main contacts.
- Tap changer 10 provides a switching shaft 22 rotatable about its axis in both directions, the four parallel, disc-shaped actuators 24 for each
- Actuation phase for the mechanical switching elements 26 and vacuum interrupters are assigned, wherein the actuating elements 24 each by rotatable by the switching shaft 22, concentric cams 28 with peripheral contours or
- the two winding taps 12 and 14 of the tapped transformer 16 can be variably coupled to each other and / or acted upon with a load dissipation LA.
- Switching element TTF first switched in the aforementioned manner and then no longer switched back in the course of the switching cycle. Since this should also be the case in the opposite direction of switching according to the present invention, suitable
- Vacuum stop tube TTV (Fig. 4f, Fig. 4g) is prepared.
- the load current I L thus flows again in the manner shown in Fig. 4g from the first winding tap 12 of the tapped transformer 16 through the correspondingly connected first mechanical
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
The invention relates to a tap changer (10) for switching among at least two winding taps (12, 14) of a step transformer (16) without interruption, comprising at least one mechanical switching element (MTF, TTF, 32) and at least one vacuum cell (MSV, TTV), which can be jointly switched in different switching directions at a defined time offset from each other. At least one of the mechanical switching elements (TTF) is coupled to a switching shaft (22) by means of a gear train element (34) and has a switching or triggering point in time that is advanced relative to the other switching elements (MTF) or vacuum switching tubes (MSV, TTV) and that is independent of the switching direction.
Description
S t u fe n s c h a l te r S t u fe s c h a te rs
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. The present invention relates to a tap changer for uninterrupted switching between at least two winding taps of a tapped transformer with the features of the independent claim.
Aus der DE 20 21 575 ist ein Stufenschalter bekannt, der insgesamt vier From DE 20 21 575 a tap changer is known, the total of four
Vakuumschaltröhren pro Phase aufweist. In jedem der beiden vorhandenen Lastzweige sind jeweils eine Vakuumschaltröhre als Hauptkontakt und jeweils eine weitere Having vacuum interrupters per phase. In each of the two existing load branches are each a vacuum interrupter as the main contact and each one more
Vakuumschaltröhre, in Reihenschaltung mit einem Überschaltwiderstand, als Vacuum interrupter, in series with a switching resistance, as
Widerstandskontakt vorgesehen. Resistance contact provided.
Bei einer unterbrechungslosen Lastumschaltung von der bisherigen In an uninterrupted load switching from the previous
Wicklungsanzapfung n auf eine neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung n+1 wird zunächst der Hauptkontakt der abschaltenden Seite geöffnet, wonach der Widerstandskontakt der übernehmenden Seite geschlossen wird, so dass zwischen den beiden Stufen n und n+1 ein durch die Überschaltwiderstände begrenzter Ausgleichsstrom fließt. Nachdem der bisher geschlossene Widerstandskontakt der abschaltenden Seite geöffnet hat, schließt der Hauptkontakt der übernehmenden Seite, so dass der gesamte Laststrom von der neuen Wicklungsanzapfung n+1 zur Lastableitung führt, womit die Umschaltung beendet ist. Winding tap n on a new, preselected winding tap n + 1, the main contact of the turn-off side is first opened, after which the resistance contact of the receiving side is closed, so that flows between the two stages n and n + 1 a limited by the switching resistors compensation current. After the previously closed resistive contact of the disconnecting side has opened, the main contact of the receiving side closes, so that the entire load current from the new winding tap n + 1 leads to the load discharge, whereby the switching is completed.
Die bei diesem bekannten Stufenschalter und zahlreichen ähnlichen bekannten Ausführungsformen verwendeten Vakuumschaltröhren, die anstelle von herkömmlichen mechanischen Kontakten zur Lastumschaltung verwendet werden, besitzen eine Reihe von Vorteilen. Da die Kontakte selbst im Vakuum gekapselt sind, lassen sich hohe The vacuum interrupters used in this known tap-changer and numerous similar known embodiments, which are used instead of conventional mechanical contacts for load switching, have a number of advantages. Since the contacts themselves are encapsulated in a vacuum, high levels can be achieved
Schaltleistungen realisieren. Die gekapselten, hermetisch abgeschlossenen Kontakte können außerdem nicht zur Verrußung und Verschmutzung des sie umgebenden Isolieröls im Stufenschalter durch Kontaktabbrand oder Lichtbögen führen. Weiterhin sind Realize switching capacities. The encapsulated, hermetically sealed contacts also can not lead to the fouling and contamination of the surrounding insulating oil in the tap-changer by contact erosion or arcing. Furthermore are
Vakuumschaltröhren inzwischen als sehr kompakte Bauteile verfügbar; sie weisen einen geringen Platzbedarf auf und erfordern nur relativ geringe Betätigungskräfte. Vacuum interrupters are now available as very compact components; they have a small footprint and require only relatively low actuation forces.
Bei verschiedenen Anwendungsfällen solcher bekannter Stufenschalter mit In various applications of such known tap changer with
Vakuumschaltröhren zur Regelung von Leistungstransformatoren ist jedoch eine hohe Stoßspannungsfestigkeit von vorzugsweise bis zu Spannungen von 100 kV und deutlicher
darüber hinaus erforderlich. Solche unerwünschte Stoßspannungen, deren Höhe wesentlich durch den Aufbau des Stufentransformators und der Wicklungsteile zwischen den einzelnen Anzapfstufen bedingt ist, sind zum einen Blitzstoßspannungen, die sich durch das However, vacuum interrupters for regulating power transformers is a high surge voltage resistance of preferably up to voltages of 100 kV and more clearly beyond that required. Such unwanted surge voltages, the amount of which is essentially due to the structure of the tapped transformer and the winding parts between the individual tapping stages, are, on the one hand, lightning impulse voltages that are caused by the
Einschlagen von Blitzen im Netz ergeben. Zum anderen können auch Impact of lightning in the network revealed. For another, too
Schaltstoßspannungen auftreten, die durch nicht vorhersehbare Schaltstöße im zu regelnden Netz verursacht sind. Bei nicht ausreichender Stoßspannungsfestigkeit des Stufenschalters kann es zu kurzzeitigem Stufenkurzschluss bzw. unerwünschtem Durchschlag an der Keramik bzw. dem Dampfschirm betroffener Vakuumschaltröhren im nicht den Laststrom führenden Lastzweig kommen, was nicht nur deren Langzeitschädigung verursachen kann, sondern generell unerwünscht ist. Switching impulse voltages occur, which are caused by unpredictable switching shocks in the regulated network. If the impulse withstand voltage of the on-load tap-changer is insufficient, short-term step short circuit or undesirable breakdown of the ceramic or vapor shield of affected vacuum interrupters may occur in the load branch not leading to the load current, which may not only cause their long-term damage, but is generally undesirable.
Aus der DE 23 57 209 A und der DE 26 04 344 A ist es bereits bekannt, zur From DE 23 57 209 A and DE 26 04 344 A it is already known, for
Bekämpfung zu hoher Stoßspannungsbeanspruchungen zwischen den Lastzweigen Combat too high surge voltages between the load branches
Schutzfunkenstrecken oder auch spannungsabhängige Widerstände oder auch beides vorzusehen; diese Mittel sind jedoch in verschiedenen Fällen unzureichend und können schädliche Stoßspannungsbeanspruchungen in ihrer Wirkung nicht oder nicht vollständig ausschließen. Provide protective spark gaps or voltage-dependent resistors or both; However, these agents are inadequate in various cases and can not or completely exclude harmful impulse stresses in their effect.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stufenschalter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, der es ermöglicht, einzelne von mehreren Schaltschritten aus der zeitlich sehr eng gestaffelten Abfolge der übrigen Schaltelemente des Stufenschalters herauszulösen, um die die übrigen Schaltschritte mit mehr zeitlichen Spielraum ablaufen lassen zu können. An object of the present invention is to propose a tap-changer of the type mentioned, which makes it possible to solve individual of several switching steps from the time very closely staggered sequence of other switching elements of the tap changer, to allow to drain the remaining switching steps with more time margin can.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen This object of the invention is with the subject matter of the independent
Patentanspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Zur Erreichung des Ziels der Erfindung wird ein Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei Patent claim achieved. Features of advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims. To achieve the object of the invention is a tap changer for uninterrupted switching between at least two
Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vorgeschlagen. Bei diesem Stufenschalter ist wenigstens ein mechanisches Schaltelement und wenigstens eine Vakuumschaltröhre vorgesehen, die mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen gemeinsam schaltbar sind. Wenigstens eines der mechanischen Schaltelemente ist über ein Winding taps of a tapped transformer with the features of independent claim 1 proposed. In this tap changer, at least one mechanical switching element and at least one vacuum interrupter is provided, which are mutually switchable with a defined time offset to each other in different switching directions. At least one of the mechanical switching elements is over
Getriebeelement mit einer Schaltwelle gekoppelt und weist einen gegenüber den übrigen Schaltelementen bzw. Vakuumschaltröhren und von der Schaltrichtung unabhängigen
zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt auf. Dieses erwähnte, einen vorverlagerten Schaltzeitpunkt aufweisende mechanische Schaltelement kann vorzugsweise mit wenigstens einem weiteren Schaltelement bzw. einer Vakuumschaltröhre in Serie geschaltet sein, die zum Umschaltzeitpunkt einen geöffneten Kontakt aufweisen. Diese erfindungsgemäße Anordnung des Getriebeelements im Stufenschalter ermöglicht es in vorteilhafter Weise, einen definierten Schaltschritt bzw. eine von mehreren Gear element coupled to a shift shaft and has a relation to the other switching elements or vacuum interrupters and independent of the switching direction timed forward switching or trip time on. This mentioned, a forward switching time having mechanical switching element may preferably be connected in series with at least one other switching element or a vacuum interrupter, which have an open contact at the switching time. This arrangement of the transmission element in the tap changer according to the invention makes it possible in an advantageous manner, a defined switching step or one of several
Kontaktbetätigungen von den übrigen Schaltschritten zu separieren und diesen Schaltschritt während des Aufzugsvorgangs des Stufenschalters aus der eigentlich deutlich schnelleren Umschaltung des Stufenschalterpakets herauszulösen und vorzuverlagern. Somit kann bereits beim langsamen Aufziehen des Energiespeichers durch Spannen der Separate contact actuations of the remaining switching steps and remove this shift step during the elevator operation of the tap changer from the actually much faster switching the tap changer package and vorververlagern. Thus, already at the slow mounting of the energy storage by clamping the
Energiespeicherfeder bzw. bei der Wählerbetätigung ein Schaltschritt wenigstens eines Schaltelements ausgeführt, während die übrigen Schaltschritte bzw. Kontaktbetätigungen erst danach in schneller Abfolge ausgeführt werden. Energy storage spring or at the selector operation, a switching step of at least one switching element executed, while the remaining switching steps or contact operations are performed only then in rapid succession.
Der besondere technische Vorteil eines solchermaßen konfigurierten Stufenschalters besteht darin, dass es das vorzugsweise eingesetzte Planetengetriebe ermöglicht, einzelne „unkritische", d.h. im jeweiligen Schaltzeitpunkt nicht stromführende Schaltschritte aus der zeitlich sehr eng gestaffelten Abfolge der übrigen Schaltelemente des Stufenschalters herauszulösen und vorverlagert zu schalten. Auf diese Weise verbleibt für die restlichen Schaltschritte mehr zeitlicher Spielraum. Der erreichte Zeitvorteil erlaubt gröbere Toleranzen, da weniger einzelne Schaltschritte im gesamten, nicht veränderlichen Zeitfenster eines einzelnen Schaltablaufs ablaufen müssen. The particular technical advantage of a so-configured tap changer is that it allows the preferably used planetary gear, single "uncritical", ie in the respective switching time not energized switching steps from the temporally very closely staggered sequence of the other switching elements of the tap changer herausverlosen and switched to shift in advance In this way, more time is left over for the remaining switching steps The time advantage achieved allows coarser tolerances since fewer individual switching steps must take place in the entire, non-variable time window of a single switching sequence.
Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Stufenschalters ist An embodiment of the tap changer according to the invention is
gekennzeichnet durch ein zwischen der Schaltwelle und mit dieser gekoppelten characterized by a coupled between the switching shaft and with this
Betätigungselementen und den mechanischen Schaltelementen angeordnetes Actuators and the mechanical switching elements arranged
Getriebeelement zur Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle. Dieses Getriebeelement kann insbesondere durch eine Planetenstufe gebildet sein, mit der sich die Vorverlagerung des gewünschten Schaltschrittes auf relativ einfache und kompakt ausführbare Weise realisieren lässt. Gear element for phase shift of the switching time depending on the direction of rotation of the switching shaft. This transmission element may in particular be formed by a planetary stage with which the forward displacement of the desired switching step can be realized in a relatively simple and compact manner.
Weiterhin ist eine drehbare Schaltwelle vorgesehen, der Betätigungselemente für jede Betätigungsphase für die mechanischen Schaltelemente bzw. Vakuumschaltröhren zugeordnet sind, wobei die Betätigungselemente jeweils von der Schaltwelle drehbaren, konzentrischen Kurvenscheiben mit stirnseitigen Konturen zugeordnet sind. Diese
stirnseitigen Konturen können insbesondere durch Vorsprünge, Nocken o. dgl. gebildet sein, die zur Betätigung der Schaltelemente und/oder Vakuumschaltröhren geeignet sind. Zudem sind die von der wenigstens einen mit dem zeitlich vorverlagert zu schaltenden Furthermore, a rotatable switching shaft is provided, the actuating elements for each actuation phase for the mechanical switching elements or vacuum interrupters are assigned, wherein the actuating elements are each assigned to the switching shaft rotatable, concentric cams with frontal contours. These End-side contours can be formed in particular by projections, cams o. The like., Which are suitable for actuating the switching elements and / or vacuum interrupters. In addition, those of the at least one to be switched with the temporally shifted to
mechanischen Schaltelement korrespondierenden Kurvenscheibe ausgelösten mechanical switching element corresponding cam triggered
Schaltzeitpunkte unabhängig von ihrer Drehrichtung bzw. von der Drehrichtung der Switching times regardless of their direction of rotation or the direction of rotation of the
Schaltwelle gegenüber den Drehbewegungen der übrigen Kurvenscheiben bzw. der übrigen Betätigungselemente zeitlich vorverlagert. Shift shaft relative to the rotational movements of the other cams or the other actuators temporally moved forward.
Weiterhin kann ein zusätzlicher Dauerhauptkontakt am Stufenschalter vorgesehen und/oder mit diesem gekoppelt sein. Bei einem solchen Stufenschalter kann zusätzlich auf der ab- und/oder aufschaltenden Seite jeweils ein mechanischer Kontakt (MC) vorhanden sein, der einen Dauerstrom führt. Der Kontakt eines solchen Dauerhauptkontaktschalters öffnet vorzugsweise auf der abschaltenden Seite vor dem Schaltelement MSV, während der Kontakt auf der aufschaltenden Seite nach dem Schaltelement MSV schließt. Furthermore, an additional permanent main contact may be provided on the tap changer and / or coupled thereto. In such a tap changer, in each case a mechanical contact (MC), which leads to a continuous current, can additionally be present on the disconnecting and / or connecting side. The contact of such a permanent main contact switch preferably opens on the disconnecting side in front of the switching element MSV, while the contact on the aufschaltenden side after the switching element MSV closes.
Das in jeder Schaltrichtung vorverlagerte Schalten bzw. Auslösen des wenigstens einen mechanischen Schaltelements ist bei dem erfindungsgemäßen Stufenschalter dadurch realisiert, dass dem wenigstens einen Schaltmittel und der diesem zugeordneten The switching or triggering of the at least one mechanical switching element, which is displaced in each switching direction, is implemented in the step switch according to the invention by virtue of the fact that the at least one switching means and its associated one
Kurvenscheibe ein Getriebeelement zur Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle zugeordnet ist. Dieses Getriebeelement ist durch eine Cam a transmission element for phase shift of the switching time is assigned depending on the direction of rotation of the shift shaft. This transmission element is by a
Planetenstufe gebildet, die sich zwischen der Schaltwelle und der konzentrisch zu dieser angeordneten Kurvenscheibe befindet. Die Kurvenscheibe kann dabei mit einem Hohlrad verbunden oder als solches ausgebildet sein, das eine Innenverzahnung aufweist, die in Verzahnungseingriff mit mehreren Planetenrädern steht, die wiederum in einem Planet stage formed, which is located between the shift shaft and concentric with this arranged cam. The cam can be connected to a ring gear or formed as such, which has an internal toothing, which is in meshing engagement with a plurality of planet gears, which in turn in a
Verzahnungseingriff mit einem zentralen Sonnenrad stehen, das drehfest mit der Schaltwelle verbunden oder auf dieser befestigt ist. Bei einer Drehbewegung der Schaltwelle wird mittels der Übersetzungsstufe des Planetengetriebes eine beschleunigte oder definiert zeitlich vorverlagerte Drehbewegung der entsprechend gekoppelten Kurvenscheibe ausgelöst, unabhängig von der gewählten Schaltrichtung. Gearing engagement with a central sun gear, which is rotatably connected to the shift shaft or mounted on this. During a rotational movement of the switching shaft an accelerated or defined temporally shifted rotational movement of the correspondingly coupled cam is triggered by means of the translation stage of the planetary gear, regardless of the selected switching direction.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter The invention will be described below with reference to embodiments
Verwendung der nachfolgend beschriebenen Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stufenschalters, umfassend eine Schaltwelle mit daran angeordneten Betätigungselementen und damit gekoppelten Schaltelementen.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Schaltabläufe einer Variante des Stufenschalters während eines Schaltzyklus in jeweils unterschiedlichen Use of the drawings described below explained in more detail. Fig. 1 shows a schematic perspective view of an embodiment of a tap changer according to the invention, comprising a switching shaft with arranged thereon actuating elements and switching elements coupled thereto. 2 shows a flowchart to illustrate the switching sequences of a variant of the tap changer during a switching cycle in respectively different ones
Schaltrichtungen. Switching directions.
Fig. 3 zeigt in mehreren Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden Fig. 3 shows in several circuit diagrams, the individual, successive
Schaltzustände der verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer ersten Switching states of the various components of the tap changer in a first
Schaltrichtung. Switching direction.
Fig. 4 zeigt in mehreren Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden Fig. 4 shows in several circuit diagrams, the individual, successive
Schaltzustände der verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer zweiten Schaltrichtung. Fig. 5 zeigt anhand eines weiteren Schaltbildes eine Variante eines um zwei zusätzliche Dauerhauptkontakte ergänzten Stufenschalters. Switching states of the various components of the tap changer in a second switching direction. FIG. 5 shows, by means of a further circuit diagram, a variant of a tap changer supplemented by two additional permanent main contacts.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend zu verstehen, sondern dient zur Erläuterung der Funktion und der Schaltmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Stufenschalters. Die schematische Perspektivdarstellung der Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stufenschalters 10, umfassend eine Schaltwelle 22 mit daran angeordneten Betätigungselementen 24 und damit gekoppelten Schaltelementen 26. Wie anhand der Figuren 2 bis 5 anhand von weiteren Ausführungsbeispielen näher zu erläutern sein wird, weist ein vorverlagerter Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt eines von mehreren mechanischen Schaltelementen (hier: des zweiten mechanischen Schaltelements TTF) einen definierten zeitlichen Abstand zu den übrigen Schalt- bzw. Auslösezeitpunkten weiterer mechanischer Schaltelemente und/oder Vakuumschaltröhren (hier: des ersten The embodiment described below is not intended to be limiting, but serves to explain the function and the switching options of a tap changer according to the invention. The schematic perspective view of Fig. 1 shows an embodiment of a tap changer 10 according to the invention, comprising a switching shaft 22 with arranged thereon actuating elements 24 and coupled therewith switching elements 26. As will be explained in more detail with reference to Figures 2 to 5 with reference to further embodiments, has a vorverlagerter Switching or trip time of one of several mechanical switching elements (here: the second mechanical switching element TTF) a defined time interval to the other switching or tripping times of other mechanical switching elements and / or vacuum interrupters (here: the first
mechanischen Schaltelements MTF und der beiden Vakuumschaltröhren MSV und TTV) auf. Zudem schaltet das einen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende mechanische Schaltelement TTF zeitlich vor allen übrigen Schaltelementen und mechanical switching element MTF and the two vacuum interrupters MSV and TTV) on. In addition, the temporally shifted switching or triggering time having mechanical switching element TTF switches in time before all other switching elements and
Vakuumschaltröhren, unabhängig von der Schaltrichtung, d.h. von der Drehrichtung der Schaltwelle 22. Vacuum switching tubes, regardless of the switching direction, i. from the direction of rotation of the switching shaft 22nd
Die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen The embodiment variant of the invention shown in FIG
Stufenschalters 10 sieht eine um ihre Achse in beide Richtungen drehbare Schaltwelle 22 vor, der vier parallel angeordnete, scheibenförmige Betätigungselemente 24 für jede Tap changer 10 provides a switching shaft 22 rotatable about its axis in both directions, the four parallel, disc-shaped actuators 24 for each
Betätigungsphase für die mechanischen Schaltelemente 26 bzw. Vakuumschaltröhren
zugeordnet sind, wobei die Betätigungselemente 24 jeweils durch von der Schaltwelle 22 drehbaren, konzentrischen Kurvenscheiben 28 mit umfangsseitigen Konturen bzw. Actuation phase for the mechanical switching elements 26 and vacuum interrupters are assigned, wherein the actuating elements 24 each by rotatable by the switching shaft 22, concentric cams 28 with peripheral contours or
Vorsprüngen 30 gebildet sind. Wahlweise könnten solche Konturen und/oder Vorsprünge auch stirnseitig an den Kurvenscheiben angeordnet sein. Diese Vorsprünge 30 lösen die jeweiligen Schaltelemente 26 bzw. Vakuumschaltröhren über hier nicht dargestellten Projections 30 are formed. Optionally, such contours and / or projections could also be arranged on the front side of the cams. These projections 30 solve the respective switching elements 26 and vacuum interrupters via not shown here
Nockenscheiben aus. Cams off.
Wie in der Fig. 1 weiterhin erkennbar, kann jede der vier vorhandenen Kurvenscheiben 28 an ihrem Außenumfang jeweils mehrere gleichmäßig voneinander beabstandete Vorsprünge bzw. Nocken 30 aufweisen, so dass für einen vollständigen Schaltzyklus des Stufenschalters 10 keine vollständige Drehung der Schaltwelle 22 um 360 Grad erforderlich ist, sondern dass bspw. bereits eine 120°-Drehung hierfür ausreichen kann. Zudem ermöglichen es die Außenkonturen der Vorsprünge bzw. Nocken 30 der Kurvenscheiben 28 und ein zwischen der Schaltwelle 22 und der untersten Kurvenscheibe 28 angeordnetes Getriebeelement 34, dass die von der wenigstens einen mit dem zeitlich vorverlagert zu schaltenden mechanischen Schaltelement TTF korrespondierenden Kurvenscheibe 28 ausgelösten Schaltzeitpunkte unabhängig von ihrer Drehrichtung bzw. von der Drehrichtung der Schaltwelle 22 gegenüber den Drehbewegungen der übrigen Kurvenscheiben 28 bzw. der übrigen Betätigungselemente 24 zeitlich vorverlagert sind. As can be further seen in FIG. 1, each of the four existing cams 28 may each have a plurality of evenly spaced projections 30 on its outer circumference so that complete rotation of the control shaft 22 by 360 degrees is not required for a complete shift cycle of the tap changer 10 is, but that, for example, already a 120 ° rotation can be sufficient for this. In addition, the outer contours of the projections or cams 30 of the cam disks 28 and a gear element 34 arranged between the selector shaft 22 and the lowermost cam disk 28 enable the switching points 28 triggered by the at least one cam plate 28 corresponding to the temporally shifted mechanical switching element TTF to be shifted independently From its direction of rotation or from the direction of rotation of the switching shaft 22 relative to the rotational movements of the other cams 28 and the other actuators 24 are temporally forward displaced.
Das in jeder Schaltrichtung vorverlagerte Schalten bzw. Auslösen des zweiten mechanischen Schaltelements TTF (Figuren 3 und 4), in der Fig. 1 mit der Bezugsziffer 32 bezeichnet, ist bei dem dargestellten Stufenschalter 10 dadurch realisiert, dass dem betreffenden Schaltmittel bzw. Betätigungselement 24 und der diesem zugeordneten The switching or triggering of the second mechanical switching element TTF (FIGS. 3 and 4), which is designated by the reference numeral 32 in each switching direction, is realized in the illustrated tap changer 10 in that the respective switching means or actuating element 24 and associated with this
Kurvenscheibe 28 ein Getriebeelement 34 zur Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle 22 zugeordnet ist. Dieses Getriebeelement 34 ist als kompaktes, flach bauendes Planetengetriebe 36 ausgebildet, dessen Sonnenrad 38 drehfest mit der Schaltwelle 22 verbunden ist. Das Sonnenrad 38 befindet sich im Cam 28 is a transmission element 34 associated with the phase shift of the switching time depending on the direction of rotation of the switching shaft 22. This transmission element 34 is designed as a compact, flat-mounted planetary gear 36, the sun gear 38 is rotatably connected to the shift shaft 22. The sun gear 38 is located in
Verzahnungseingriff mit drei kleinen Planetenrädern 40, die wiederum im Gearing engagement with three small planetary gears 40, which in turn
Verzahnungseingriff mit einem Hohlrad 42 mit Innenverzahnung 44 stehen, das drehfest mit der entsprechend dem zweiten mechanischen Schaltelement TTF zugeordneten Gear engagement with a ring gear 42 with internal teeth 44 are rotatably associated with the corresponding to the second mechanical switching element TTF
Kurvenscheibe 28 verbunden ist. Diese zusammenwirkenden Verzahnungselemente definieren durch ihre Übersetzungen und Anordnungen die Schaltzeiten des Schaltelements TTF, d.h., die Schaltverschiebung, die in jeder Drehrichtung der Schaltwelle 22 einen exakt gleichgroßen zeitlichen Abstand zum Schaltbeginn aufweist. Somit wird durch den in Fig. 1
beispielhaft gezeigten Stufenschalter mit Planetengetriebe die allgemeine Idee der Erfindung anschaulich verdeutlicht, durch jeweils vorverlagertes Schalten des mechanischen Cam 28 is connected. These cooperating gear elements define by their translations and arrangements the switching times of the switching element TTF, ie, the shift shift, which has in each direction of rotation of the shift shaft 22 is an exactly equal time interval to the shift start. Thus, by the in Fig. 1 Stepped switch with planetary gear shown exemplarily illustrates the general idea of the invention, by each forward shifting of the mechanical
Schaltelements TTF bzw. 32 einen von mehreren Lastzweigen unabhängig von der jeweiligen Schaltrichtung der Schaltwelle 22 eine gewünschte Stoßspannungsfestigkeit bzw. aO-Festigkeit zu gewährleisten. Auf diese Weise belasten eventuell auftretende Switching element TTF or 32 one of several load branches independent of the respective switching direction of the switching shaft 22 to ensure a desired surge voltage resistance or aO-strength. In this way, any occurring burden
Stoßspannungen die Vakuumschaltröhren im jeweils nicht den Laststrom führenden Surge voltages the vacuum interrupters in each case not the load current leading
Lastzweig nicht und bleiben damit für die Vakuumschaltröhren unschädlich. Last branch not and thus remain harmless for the vacuum interrupters.
Die Darstellung der Fig. 2 soll in einem Ablaufdiagramm die Schaltabläufe eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stufenschalters mit Planetengetriebe, insbesondere gemäß Fig. 1 , während eines Schaltzyklus in jeweils unterschiedlichenThe representation of FIG. 2 is a flowchart of the switching sequences of an embodiment of a tap changer according to the invention with planetary gear, in particular according to FIG. 1, during a switching cycle in each case different
Schaltrichtungen verdeutlichen. Das obere Diagramm verdeutlicht die Schaltfolge eines aus insgesamt vier einzelnen Schalteinheiten bestehenden Stufenschalters in eine erste Clarify switching directions. The upper diagram illustrates the switching sequence of a total of four individual switching units tap changer in a first
Schaltrichtung, gekennzeichnet durch eine Antriebsrichtung im Diagramm von links nach rechts, während das untere Diagramm die Schaltfolge in entgegen gesetzte Schaltrichtung zeigt, gekennzeichnet durch eine Antriebsrichtung im Diagramm von rechts nach links. Switching direction, characterized by a drive direction in the diagram from left to right, while the lower diagram shows the switching sequence in opposite switching direction, characterized by a drive direction in the diagram from right to left.
Mit der in Fig. 1 gezeigten Planetenstufe 36 des Getriebeelements 34 kann während des Aufzugszugsvorgangs des Stufenschalters 10 aus der eigentlichen schnellen With the planetary stage 36 of the gear element 34 shown in FIG. 1, it is possible for the step switch 10 to be switched from the actual fast during the elevator pull operation
Umschaltung aller Schaltschritte ein einzelner Schaltschritt herausgelöst und vorverlagert werden. Hier ist dies die Kontaktbetätigung des mechanischen Schaltelements TTF. Somit kann bereits beim langsamen Aufziehen des Energiespeichers durch Spannen der Switchover of all switching steps a single switching step be removed and moved forward. Here this is the contact operation of the mechanical switching element TTF. Thus, already at the slow mounting of the energy storage by clamping the
Energiespeicherfeder bzw. der Wählerbetätigung ein Schaltschritt des Schaltelements TTF ausgeführt werden, während die übrigen Schaltelemente MTF und Vakuumschaltröhren TTV und MSV später in enger zeitlicher Abfolge umgeschaltet bzw. betätigt werden. Das eingesetzte Planetengetriebe 36 ermöglicht es in vorteilhafter Weise, einzelne als unkritisch einzustufende Schaltschritte, die im jeweiligen Schaltzeitpunkt nicht stromführend sind, aus der zeitlich sehr eng gestaffelten Abfolge der übrigen Schaltelemente des Stufenschalters 10 herauszulösen und vorverlagert zu schalten. Auf diese Weise verbleibt für die restlichen Schaltschritte mehr Spielraum, wodurch gröbere Toleranzen ermöglicht sind, sowohl was die mechanische Ausgestaltung des Stufenschalters 10 betrifft als auch dessen Schaltabläufe. Es entsteht ein zusätzlicher Zeitvorteil, da weniger einzelne Schaltschritte im gesamten, ansonsten nicht veränderlichen Zeitfenster einer einzelnen Schaltfolge (vgl. Fig. 2) ablaufen müssen.
Die schematischen Darstellungen der Fig. 3 (Figuren 3a bis 3g) zeigen in insgesamt sieben Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden Schaltzustände der Energy storage spring or the Vählerbetätigung a switching step of the switching element TTF are performed while the other switching elements MTF and vacuum interrupters TTV and MSV are switched later or operated in close time sequence. The used planetary gear 36 makes it possible in an advantageous manner, individual as uncritically classified switching steps that are not energized in the respective switching time to dissolve out of the temporally very closely staggered sequence of other switching elements of the tap changer 10 and to shift it in advance. In this way remains for the remaining switching steps more latitude, which coarser tolerances are possible, both as regards the mechanical design of the tap changer 10 as well as its switching sequences. This results in an additional time advantage, since fewer individual switching steps in the entire, otherwise unchangeable time window of a single switching sequence (see FIG. The schematic representations of FIG. 3 (FIGS. 3 a to 3 g) show, in a total of seven circuit diagrams, the individual, successive switching states of
verschiedenen Komponenten des gemäß Fig. 1 mit dem Planetengetriebe ausgestatteten Stufenschalters in einer ersten Schaltrichtung, was in Fig. 3a gekennzeichnet ist durch die Schaltrichtung n n+1. various components of the FIG. 1 equipped with the planetary gear tap changer in a first switching direction, which is characterized in Fig. 3a by the switching direction n n + 1.
Der in Fig. 3 anhand eines Prinzipschaltbildes dargestellte Stufenschalter 10 dient zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen zwei Wicklungsanzapfungen 12 und 14 eines Stufentransformators 16. Der Stufenschalter 10 bildet einen Lastzweig mit zwei parallelen Pfaden 18 und 20. Jeder dieser Pfade 18 und 20 umfasst jeweils eine Serienanordnung aus einer Vakuumschaltröhre MSV, TTV und einem mechanischen Schaltelement MTF, TTF, der im vorliegenden Zusammenhang auch als variabel einstellbarer oder umschaltbarer The tap changer 10 illustrated in FIG. 3 on the basis of a circuit diagram serves for the uninterrupted switching between two winding taps 12 and 14 of a tapped transformer 16. The tap changer 10 forms a load branch with two parallel paths 18 and 20. Each of these paths 18 and 20 comprises a series arrangement a vacuum interrupter MSV, TTV and a mechanical switching element MTF, TTF, in the present context as a variably adjustable or switchable
Schaltkontakt bezeichnet werden kann. Der erste Pfad 18 ist durch die in Serie geschaltete erste Vakuumschaltröhre MSV und das erste mechanische Schaltelement MTF gebildet. Der zweite Pfad 20 ist durch eine Serienschaltung aus der zweiten Vakuumschaltröhre TTV, dem zweiten mechanischen Schaltelement TTF sowie einem Widerstand R gebildet. DurchSwitching contact can be designated. The first path 18 is formed by the series-connected first vacuum interrupter MSV and the first mechanical switching element MTF. The second path 20 is formed by a series connection of the second vacuum interrupter TTV, the second mechanical switching element TTF and a resistor R. By
Umschalten der beiden mechanischen Schaltelemente MTF und TTF und durch Öffnen und Schließen der beiden Vakuumschaltröhren können die beiden Wicklungsanzapfungen 12 und 14 des Stufentransformators 16 variabel miteinander gekoppelt und/oder mit einer Lastableitung LA beaufschlagt werden. Die beiden Vakuumschaltröhren MSV und TTV und die beiden mechanischenSwitching the two mechanical switching elements MTF and TTF and by opening and closing the two vacuum interrupters, the two winding taps 12 and 14 of the tapped transformer 16 can be variably coupled to each other and / or acted upon with a load dissipation LA. The two vacuum interrupters MSV and TTV and the two mechanical
Schaltelemente MTF und TTF sind gemäß Fig. 2 mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen (n -> n+1 oder n+1 - n) gemeinsam schaltbar. Wie anhand der Fig. 2 zu erkennen ist, weist das zweite mechanische Switching elements MTF and TTF are shown in FIG. 2 with a defined time offset to each other in each case different switching directions (n -> n + 1 or n + 1 - n) together switchable. As can be seen with reference to FIG. 2, the second mechanical
Schaltelement TTF einen gegenüber dem ersten Schaltelement MTF und den beiden Vakuumschaltröhren MSV und TTV sowie von der Schaltrichtung unabhängigen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt auf. Das zweite mechanische Schaltelement TTF schaltet somit unabhängig von der gewählten Schaltrichtung vor allen anderen Switching element TTF a relation to the first switching element MTF and the two vacuum interrupters MSV and TTV and independent of the switching direction temporally advanced switching or tripping time on. The second mechanical switching element TTF thus switches independently of the selected switching direction before all others
Schaltelementen MTF bzw. Vakuumschaltröhren MSV und TTV, wodurch bestimmte Switching elements MTF or vacuum interrupters MSV and TTV, whereby certain
Schaltzustände auf einfache, zuverlässige und exakt reproduzierbare Weise mit Hilfe mechanischer Mittel realisiert werden können. Wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, schaltet das einen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende zweite mechanische Schaltelement TTF allen übrigen Schaltelementen und Vakuumröhren vorgeordnet.
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt die Abläufe bei einem kompletten Schaltvorgang, beginnend vom Zeitpunkt Null, oben für eine Antriebsrichtung von links nach rechts (n -> n+ ), d.h. endend zu einem definierbaren Zeitpunkt (vgl. Fig. 3) und unten für eine Switching states can be realized in a simple, reliable and exactly reproducible manner by means of mechanical means. As can be clearly seen in FIG. 2, the second mechanical switching element TTF, which has a temporally shifted switching or triggering time, switches in front of all other switching elements and vacuum tubes. The diagram of Fig. 2 shows the processes in a complete switching operation, starting from the time zero, above for a drive direction from left to right (n -> n +), ie ending at a definable time (see Fig. 3) and below for a
Antriebsrichtung von rechts nach links (n+1 - n), d.h. beginnend bei einem definierbaren Zeitpunkt entsprechend der unteren Skala und endend ganz links bei Null. Die Schaltstellung des Stufenschalters 10 zum Schaltbeginn ist in Fig. 3a verdeutlicht. Die erste Drive direction from right to left (n + 1 - n), i. starting at a definable time corresponding to the lower scale and ending at the far left at zero. The switching position of the tap changer 10 for the start of switching is illustrated in Fig. 3a. The first
Vakuumschaltröhre MSV ist hierbei geschlossen, während der Schaltkontakt der zweiten Vakuumschaltröhre TTV geöffnet ist. Das erste mechanische Schaltelement MTF befindet sich in einer ersten Schaltstellung, bei welcher der Laststrom lL von der ersten Vacuum interrupter MSV is closed while the switching contact of the second vacuum interrupter TTV is open. The first mechanical switching element MTF is in a first switching position, in which the load current I L from the first
Wicklungsanzapfung 12 des Stufentransformators 16 über das erste mechanische Winding tap 12 of the tapped transformer 16 via the first mechanical
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA fließen kann. Entsprechend dem Schaltbild der Fig. 2 wird das zweite mechanische Schaltelement TTF sehr früh umgeschaltet, was bereits in Fig. 3a durch den Umschaltpfeil angedeutet ist. In der in Fig. 3a noch geschalteten Stellung bildet das zweite mechanische Schaltelement TTF eine Verbindung von der ersten Wicklungsanzapfung 12 zur zweiten Vakuumschaltröhre TTV, deren Schaltkontakt jedoch zu diesem Zeitpunkt noch geöffnet ist, so dass hierüber kein zusätzlicher oder paralleler Strom zur Lastableitung LA fließen kann. Switching element MTF and the closed first vacuum interrupter MSV can flow to the load discharge LA. According to the circuit diagram of Fig. 2, the second mechanical switching element TTF is switched very early, which is already indicated in Fig. 3a by the switching arrow. In the position still switched in FIG. 3a, the second mechanical switching element TTF forms a connection from the first winding tapping 12 to the second vacuum interrupter TTV, whose switching contact is still open at this time, so that no additional or parallel current can flow to the load lead LA via this ,
Nachdem das zweite mechanische Schaltelement TTF auf die zweite After the second mechanical switching element TTF on the second
Wicklungsanzapfung 14 umgeschaltet ist, erfolgt nach einer kurzen Zeit eine Schließung des Schaltkontaktes der zweiten Vakuumschaltröhre TTV (vgl. Fig. 3b), so dass bei noch geschlossener erster Vakuumschaltröhre MSV ein Kreisstrom lc im rechten Kreis fließt, wie dies in Fig. 3c durch den Ringpfeil um die Lastableitung LA angedeutet ist. Kurz danach wird die erste Vakuumschaltröhre MSV geöffnet (vgl. Fig. 3c). Diese geöffnete Schaltstellung in relativ kurzer Zeit nach dem Schaltbeginn ist in Fig. 3d verdeutlicht. Bei diesem Winding tap is switched 14 (see Fig., 3b), after a short time, a closing of the switching contact of the second vacuum interrupter TTV, so that flows in yet closed first vacuum switch tube MSV a loop current l c in the right loop, as in Fig. 3c by the ring arrow is indicated around the load lead LA. Shortly thereafter, the first vacuum interrupter MSV is opened (see Fig. 3c). This open switching position in a relatively short time after the start of switching is illustrated in Fig. 3d. In this
Schaltzustand des Stufenschalters 10 mit der geöffneten ersten Vakuumschaltröhre MSV und der geschlossenen zweiten Vakuumschaltröhre TTV und bei der in den Figuren 3b bis 3g gezeigten ersten Schaltstellung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF fließt der Laststom lL in der in den Figuren 3d und 3e gezeigten Weise von der ersten Switching state of the tap changer 10 with the open first vacuum interrupter MSV and the closed second vacuum interrupter TTV and in the first switching position of the second mechanical switching element TTF shown in Figures 3b to 3g of Laststom l L flows in the manner shown in Figures 3d and 3e of the first
Wicklungsanzapfung 12 des Stufentransformators 16 durch den zweiten Lastzweig bzw. zweiten Pfad 20, der auch als Widerstandszweig bzw. R-Zweig bezeichnet werden kann, zur Lastableitung LA. Nach einer weiteren kurzen Zeit wird das erste mechanische Winding tapping 12 of the tapped transformer 16 through the second load branch or second path 20, which can also be referred to as a resistance branch or R-branch, for load derivation LA. After another short time, the first mechanical
Schaltelement MTF umgeschaltet (Fig. 3d, Fig. 3e), womit das Schließen der ersten Switching element MTF switched (Fig. 3d, Fig. 3e), whereby the closing of the first
Vakuumschaltröhre MSV (Fig. 3e, Fig. 3f) und das anschließend erfolgende Öffnen der zweiten Vakuumschaltröhre TTV (Fig. 3f, Fig. 3g) vorbereitet wird. Der Laststrom lL fließt in
der in Fig. 3g gezeigten Weise von der zweiten Wicklungsanzapfung 14 des Vacuum switch tube MSV (Fig. 3e, Fig. 3f) and the subsequent opening of the second vacuum interrupter TTV (Fig. 3f, Fig. 3g) is prepared. The load current I L flows in the manner shown in Fig. 3g of the second winding tapping 14 of the
Stufentransformators 16 durch das entsprechend geschaltete erste mechanische Stepped transformer 16 through the appropriately switched first mechanical
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA. Es sei darauf hingewiesen, dass bei diesem gezeigten Schaltzyklus das zweite mechanische Schaltelement TTF am Ende der Schaltung nicht mehr auf die erste Switching element MTF and the closed first vacuum interrupter MSV for load dissipation LA. It should be noted that in this switching cycle shown, the second mechanical switching element TTF at the end of the circuit no longer on the first
Wicklungsanzapfung 12 umgeschaltet wird, sondern in der des Schaltzyklus gewählte Schaltstellung verharrt. Winding tap 12 is switched, but remains in the switching position selected switching position.
Anhand der Darstellung der einzelnen Schaltvorgänge des in Fig. 3 dargestellten Schaltzyklus (n n+1 ; Fig. 2 oben) wird deutlich, dass das zweite mechanische On the basis of the illustration of the individual switching operations of the switching cycle illustrated in Fig. 3 (n n + 1, Fig. 2 above) it is clear that the second mechanical
Schaltelement TTF in der erwähnten Weise zuerst umgeschaltet und dann im Laufe des Schaltzyklus nicht mehr zurückgeschaltet wird. Da dies gemäß der vorliegenden Erfindung auch bei der entgegen gesetzten Schaltrichtung der Fall sein soll, sind geeignete Switching element TTF first switched in the aforementioned manner and then no longer switched back in the course of the switching cycle. Since this should also be the case in the opposite direction of switching according to the present invention, suitable
Vorkehrungen zu treffen, um das zweite mechanische Schaltelement TTF bei ansonsten in umgekehrter Reihenfolge schaltenden übrigen Komponenten MTF, MSV und TTV wiederum zuerst schalten zu lassen. Dies kann gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere mittels des anhand der Fig. 1 näher erläuterten Getriebeelements gewährleistet werden. Provide arrangements to turn the second mechanical switching element TTF turn in turn otherwise switching in reverse order other components MTF, MSV and TTV first. This can be ensured according to the present invention, in particular by means of the explained in more detail with reference to FIG. 1 gear member.
Die Darstellungen der Fig. 4 zeigen in mehreren Schaltbildern die einzelnen, aufeinander folgenden Schaltzustände der verschiedenen Komponenten des Stufenschalters in einer zweiten Schaltrichtung. So zeigt das untere Diagramm der Fig. 2 die Abläufe bei einem kompletten Rückschaltvorgang, für eine Antriebsrichtung von rechts nach links (n+1 -> n), d.h. beginnend bei einem Zeitpunkt entsprechend der unteren Skala im rechten Bereich und endend ganz links bei Null. Die Schaltstellung des Stufenschalters 10 zum Schaltbeginn innerhalb eines ersten Zeitraums ist in Fig. 4a verdeutlicht. Die erste The representations of FIG. 4 show in several circuit diagrams the individual, successive switching states of the various components of the tap changer in a second switching direction. Thus, the lower diagram of FIG. 2 shows the operations in a complete downshift, for a right-to-left drive direction (n + 1 -> n), i. starting at a time corresponding to the lower scale in the right area and ending at the very left at zero. The switching position of the tap changer 10 at the start of switching within a first period is illustrated in FIG. 4a. The first
Vakuumschaltröhre MSV ist hierbei geschlossen, während der Schaltkontakt der zweiten Vakuumschaltröhre TTV geöffnet ist. Das erste mechanische Schaltelement MTF befindet sich in seiner zweiten Schaltstellung, bei welcher der Laststrom lL von der zweiten Vacuum interrupter MSV is closed while the switching contact of the second vacuum interrupter TTV is open. The first mechanical switching element MTF is in its second switching position, in which the load current I L from the second
Wicklungsanzapfung 14 des Stufentransformators 16 über das erste mechanische Winding tap 14 of the tapped transformer 16 via the first mechanical
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA fließen kann. Dies ist gleichzeitig die Schaltstellung entsprechend Fig. 3g, mit welcher der erste Schaltzyklus entsprechend dem oberen Diagramm der Fig. 2 beendigt wurde. Switching element MTF and the closed first vacuum interrupter MSV can flow to the load discharge LA. This is at the same time the switching position corresponding to Fig. 3g, with which the first switching cycle has been completed according to the upper diagram of FIG.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht hierbei vor, dass das zweite mechanische Schaltelement TTF bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt umgeschaltet wird,
was durch den gekrümmten Schaltpfeil im Bereich des Schalters TTF angedeutet ist. Das vorrangige Schalten des zweiten mechanischen Schaltelements TTF erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung bei beiden Schaltrichtungen, was beim Rückschaltvorgang entsprechend Fig. 4 insbesondere dadurch zu realisieren ist, dass die Schaltbewegung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF zumindest teilweise von den Schaltbewegungen der übrigen Schaltelemente bzw. Vakuumschaltröhren entkoppelt wird, insbesondere mittels des Getriebeelements entsprechend der Fig. 1. The illustrated embodiment of the invention provides in this case that the second mechanical switching element TTF is already switched at a very early time, which is indicated by the curved switching arrow in the area of the switch TTF. The priority switching of the second mechanical switching element TTF takes place according to the present invention in both switching directions, which is to be realized in the downshift according to FIG. 4, in particular, that the switching movement of the second mechanical switching element TTF at least partially decoupled from the switching movements of the other switching elements or vacuum interrupters is, in particular by means of the transmission element corresponding to FIG. 1.
Nach der erfolgten frühen Umschaltung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF wird nach einer definierbaren Zeit die zweite Vakuumschaltröhre TTV geschlossen (Fig. 4b; Fig. 4c), wonach die erste Vakuumschaltröhre MSV geöffnet wird (vgl. Fig. 4c und Fig. 4d). Dieses Öffnen der ersten Vakuumschaltröhre MSV erfolgt innerhalb eines definierbaren Zeitraums nach dem Schaltbeginn, was in Fig. 4c (Öffnen) und in Fig. 4d (MSV geöffnet) verdeutlicht ist. Bei diesem Schaltzustand des Stufenschalters 10 mit der geöffneten ersten Vakuumschaltröhre MSV und der geschlossenen zweiten Vakuumschaltröhre TTV und bei der in den Figuren 4b bis 4g gezeigten zweiten Schaltstellung des zweiten mechanischen Schaltelements TTF fließt der Laststom lL in der in den Figuren 4c und 4d gezeigten Weise von der ersten Wicklungsanzapfung 12 des Stufentransformators 16 durch den zweiten Lastzweig bzw. zweiten Pfad 20, der auch als Widerstandszweig bzw. R-Zweig bezeichnet werden kann, zur Lastableitung LA (vgl. bspw. Fig. 4d). Zuvor fließt der Laststom lL in der in den Figuren 4a bis 4c dargestellten Weise von der zweiten Wicklungsanzapfung 14 des Stufentransformators 16 durch den ersten Lastzweig bzw. ersten Pfad 18 zur Lastableitung LA (vgl. bspw. Fig. 4a oder Fig. 4b). After the early switching of the second mechanical switching element TTF, the second vacuum interrupter TTV is closed after a definable time (Fig. 4b, Fig. 4c), after which the first vacuum interrupter MSV is opened (see Fig. 4c and Fig. 4d). This opening of the first vacuum interrupter MSV takes place within a definable period of time after the start of the shift, which is illustrated in FIG. 4c (open) and in FIG. 4d (open MSV). In this switching state of the tap changer 10 with the opened first vacuum interrupter MSV and the closed second vacuum interrupter TTV and in the second switching position of the second mechanical switching element TTF shown in Figures 4b to 4g of the load current flows L L in the manner shown in Figures 4c and 4d from the first winding tapping 12 of the tapped transformer 16 through the second load branch or second path 20, which can also be referred to as a resistance branch or R branch, to the load lead LA (cf., for example, FIG. 4d). Previously, the Laststom l L flowing in the through 4c in Figures 4a manner shown by the second winding tap 14 of the tapped transformer 16 through the first load branch and the first path 18 to the load shunt LA (see. For example. Fig. 4 or Fig. 4b).
Nach einem weiteren kurzen Zeitraum wird das erste mechanische Schaltelement MTF umgeschaltet (Fig. 4d, Fig. 4e), womit das Schließen der ersten Vakuumschaltröhre MSV (Fig. 4e, Fig. 4f) und das anschließend erfolgende Öffnen der zweiten After a further short period of time, the first mechanical switching element MTF is switched over (FIGS. 4d, 4e), whereby the closing of the first vacuum interrupter MSV (FIGS. 4e, 4f) and the subsequent opening of the second
Vakuumschaltröhre TTV (Fig. 4f, Fig. 4g) vorbereitet wird. Der Laststrom lL fließt damit wieder in der in Fig. 4g gezeigten Weise von der ersten Wicklungsanzapfung 12 des Stufentransformators 16 durch das entsprechend geschaltete erste mechanische Vacuum stop tube TTV (Fig. 4f, Fig. 4g) is prepared. The load current I L thus flows again in the manner shown in Fig. 4g from the first winding tap 12 of the tapped transformer 16 through the correspondingly connected first mechanical
Schaltelement MTF und die geschlossene erste Vakuumschaltröhre MSV zur Lastableitung LA, womit der Schaltzyklus beendet ist. Auf diese Weise wird anhand der Darstellung der einzelnen Schaltvorgänge des in Fig. 4 dargestellten Schaltzyklus (n+1 - n; Fig. 2 unten) wiederum deutlich, dass das zweite mechanische Schaltelement TTF in der erwähnten Weise zuerst umgeschaltet wird.
Die dargestellten Schaltzeitpunkte des zweiten mechanischen Schaltelements TTF bilden eine Umsetzung der allgemeinen Idee der Erfindung, durch jeweils vorverlagertes Schalten des mechanischen Schaltelements TTF in einem von zwei Lastzweigen Switching element MTF and the closed first vacuum interrupter MSV for load dissipation LA, whereby the switching cycle is completed. In this way, it is again clear from the illustration of the individual switching operations of the switching cycle (n + 1 -n, FIG. 2, bottom) shown in FIG. 4 that the second mechanical switching element TTF is first switched in the manner mentioned. The illustrated switching times of the second mechanical switching element TTF form an implementation of the general idea of the invention, by respectively shifting the mechanical switching element TTF in one of two load branches
unabhängig von der jeweiligen Schaltrichtung die gewünschte Stoßspannungsfestigkeit bzw. aO-Festigkeit realisieren zu können. Auf diese Weise belasten eventuell auftretende regardless of the switching direction to achieve the desired surge voltage resistance or aO strength can. In this way, any occurring burden
Stoßspannungen die Vakuumschaltröhren MSV und TTV im jeweils nicht den Laststrom führenden Lastzweig nicht und bleiben damit für die Vakuumschaltröhren unschädlich. Surge voltages the vacuum interrupters MSV and TTV in each case not the load current leading load branch and thus remain harmless for the vacuum interrupters.
Die Darstellung der Fig. 5 zeigt anhand eines weiteren Schaltbildes eine Variante eines um zwei zusätzliche Schalter bzw. Dauerhauptkontakte MC (MC1 und MC2) ergänzten Stufenschalters 10. Bei dieser alternativen bzw. optional ergänzbaren Variante des The illustration of FIG. 5 shows, with reference to a further circuit diagram, a variant of a tap changer 10 supplemented by two additional switches or permanent main contacts MC (MC1 and MC2). In this alternative or optionally supplemenable variant of FIG
Stufenschalters 10 sind zusätzlich auf der ab- und aufschaltenden Seite jeweils mechanische Kontakte MC, d.h. MC1 bzw. MC2, vorgesehen. Diese sog. Dauerhauptkontakte MC bzw. zusätzlichen Schalter führen jeweils einen Dauerstrom. Der Kontakt eines solchen Stepping switch 10 are additionally on the off and aufschaltenden side each mechanical contacts MC, i. MC1 or MC2, provided. These so-called permanent main contacts MC or additional switches each carry a continuous current. The contact of such
Dauerhauptkontaktschalters öffnet vorzugsweise auf der abschaltenden Seite vor dem Schaltelement MSV, während der Kontakt auf der aufschaltenden Seite nach dem Permanent main contact switch preferably opens on the disconnecting side in front of the switching element MSV, while the contact on the aufschaltenden side after the
Schaltelement MSV schließt.
Switching element MSV closes.
Claims
A n s p rü c h e Claims
Stufenschalter (10) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen wenigstens zwei Wicklungsanzapfungen (12, 14) eines Stufentransformators (16), mit wenigstens einem mechanischen Schaltelement (MTF, TTF, 32) und wenigstens einer Tap changer (10) for uninterrupted switching between at least two winding taps (12, 14) of a tapped transformer (16), with at least one mechanical switching element (MTF, TTF, 32) and at least one
Vakuumzelle (MSV, TTV), die mit definiertem zeitlichem Versatz zueinander in jeweils unterschiedliche Schaltrichtungen gemeinsam schaltbar sind, und wobei wenigstens eines der mechanischen Schaltelemente (TTF) über ein Getriebeelement (34) mit einer Schaltwelle (22) gekoppelt ist und einen gegenüber den übrigen Vacuum cell (MSV, TTV), which are mutually switchable with a defined time offset to each other in different switching directions, and wherein at least one of the mechanical switching elements (TTF) via a transmission element (34) with a switching shaft (22) is coupled and one with respect to the rest
Schaltelementen (MTF) bzw. Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) und von der Switching elements (MTF) or vacuum interrupters (MSV, TTV) and of the
Schaltrichtung unabhängigen zeitlich vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweist. Has switching independent independent time shifted switching or trip time.
Stufenschalter nach Anspruch 1 , bei dem das einen vorverlagerten Schaltzeitpunkt aufweisende mechanische Schaltelement (TTF) mit wenigstens einem weiteren Schaltelement bzw. einer Vakuumzelle (TTV) in Serie geschaltet ist, die zum Tap changer according to Claim 1, in which the mechanical switching element (TTF) having a pre-shifted switching time is connected in series with at least one further switching element or a vacuum cell (TTV), which is connected to
Umschaltzeitpunkt einen geöffneten Kontakt aufweisen. Switching point have an open contact.
Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zwischen der Schaltwelle (22) und mit dieser gekoppelten Betätigungselementen (24) und den mechanischen Schaltelementen (MTF, TTF, 32) angeordnetes Getriebeelement (34) zur Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle (22). Tap changer according to Claim 1 or 2, characterized by a gear element (34) arranged between the selector shaft (22) and actuating elements (24) coupled thereto and the mechanical switching elements (MTF, TTF, 32) for phase shifting the switching time depending on the direction of rotation of the selector shaft ( 22).
4. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der vorverlagerte Schaltbzw. Auslösezeitpunkt einen definierten zeitlichen Abstand zu den übrigen Schaltbzw. Auslösezeitpunkten der weiteren mechanischen Schaltelemente (MTF) und Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) aufweist. 5. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das einen zeitlich 4. tap changer according to one of claims 1 to 3, wherein the vorverlagerte Schaltbzw. Tripping time a defined time interval to the remaining Schaltbzw. Release times of the other mechanical switching elements (MTF) and vacuum interrupters (MSV, TTV) has. 5. Tap changer according to one of claims 1 to 4, wherein the one temporally
vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende mechanische vorverlagerten switching or tripping time point having mechanical
Schaltelement (TTF) allen übrigen Schaltelementen (MTF) und Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) vorgeordnet schaltet. Switching element (TTF) upstream of all other switching elements (MTF) and vacuum interrupters (MSV, TTV) upstream.
6. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das einen zeitlich 6. Tap changer according to one of claims 1 to 4, wherein the one temporally
vorverlagerten Schalt- bzw. Auslösezeitpunkt aufweisende mechanische
Schaltelement (TTF) allen übrigen Schaltelementen (MTF) und Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) nachgeordnet schaltet. vorverlagerten switching or tripping time point having mechanical Switching element (TTF) switches all other switching elements (MTF) and vacuum interrupters (MSV, TTV) downstream.
7. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der eine drehbare Schaltwelle (22) aufweist, der Betätigungselemente (24) für jede Betätigungsphase für die 7. tap changer according to one of claims 1 to 6, comprising a rotatable switching shaft (22), the actuating elements (24) for each actuation phase for the
mechanischen Schaltelemente (MTF, TTF) bzw. Vakuumschaltröhren (MSV, TTV) zugeordnet sind, wobei die Betätigungselemente (24) jeweils von der Schaltwelle (22) drehbaren, konzentrischen Kurvenscheiben (28) mit stirnseitigen oder Mechanical switching elements (MTF, TTF) or vacuum interrupters (MSV, TTV) are assigned, wherein the actuating elements (24) each of the switching shaft (22) rotatable, concentric cams (28) with frontal or
umfangsseitigen Konturen, Vorsprüngen, Nocken (30) o. dgl. zugeordnet sind, und wobei die von wenigstens einer Kurvenscheibe (28) ausgelösten Schaltzeitpunkte unabhängig von der Drehrichtung der Schaltwelle (22) gegenüber den circumferentially contours, projections, cams (30) o. The like. Are assigned, and wherein the at least one cam (28) triggered switching times regardless of the direction of rotation of the switching shaft (22) relative to the
Drehbewegungen der übrigen Kurvenscheiben (28) bzw. der übrigen Rotary movements of the other cams (28) or the rest
Betätigungselemente (24) zeitlich vor- oder nachverlagert sind. Actuators (24) are temporally forward or relocated.
8. Stufenschalter nach Anspruch 7, bei dem das Getriebeelement (34) zur 8. tap changer according to claim 7, wherein the transmission element (34) for
Phasenverschiebung des Schaltzeitpunkts je nach Drehrichtung der Schaltwelle (22) dem wenigstens einen Schaltmittel bzw. Betätigungselement (24) und der diesem zugeordneten Kurvenscheibe (28) zugeordnet ist. Phase shift of the switching time depending on the direction of rotation of the switching shaft (22) is associated with the at least one switching means or actuator (24) and associated therewith the cam (28).
9. Stufenschalter nach Anspruch 8, bei dem das Getriebeelement (34) wenigstens eine Planetenstufe (36) umfasst, die zwischen der Schaltwelle (22) und der konzentrisch zu dieser angeordneten Kurvenscheibe (28) angeordnet ist. 9. Tap changer according to claim 8, wherein the transmission element (34) comprises at least one planetary stage (36) which is arranged between the switching shaft (22) and the cam disc (28) arranged concentrically therewith.
10. Stufenschalter nach Anspruch 9, bei dem ein Sonnenrad (38) der Planetenstufe (36) mit der Schaltwelle (22) drehfest verbunden ist, und bei dem ein, über Planetenräder (40) mit dem Sonnenrad (38) in Verzahnungseingriff stehendes Hohlrad (42) mit Innenverzahnung (44) mit der dem zweiten mechanischen Schaltelement (TTF) zugeordneten Kurvenscheibe (28) drehfest verbunden ist. 10. tap changer according to claim 9, wherein a sun gear (38) of the planetary stage (36) with the switching shaft (22) is rotatably connected, and in which, via planet gears (40) with the sun gear (38) in meshing ring gear ( 42) with internal toothing (44) with the second mechanical switching element (TTF) associated cam (28) is rotatably connected.
11 . Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem zusätzlich auf der ab- und aufschaltenden Seite jeweils ein mechanischer Kontakt (MC) vorhanden ist, der einen Dauerstrom führt, von denen der Kontakt vorzugsweise auf der abschaltenden Seite vor dem Schaltelement MSV öffnet bzw. auf der aufschaltenden Seite nach dem Schaltelement MSV schließt.
11. Tap changer according to one of Claims 1 to 10, in which a mechanical contact (MC), which leads to a continuous current, of which the contact preferably opens on the disconnecting side in front of the switching element MSV, respectively, is present on the disconnecting and switching side. on the upstream side after the switching element MSV closes.
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