WO2013156266A1 - Laststufenschalter - Google Patents

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WO2013156266A1
WO2013156266A1 PCT/EP2013/056276 EP2013056276W WO2013156266A1 WO 2013156266 A1 WO2013156266 A1 WO 2013156266A1 EP 2013056276 W EP2013056276 W EP 2013056276W WO 2013156266 A1 WO2013156266 A1 WO 2013156266A1
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WO
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load tap
selector
tap changer
changer according
contacts
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PCT/EP2013/056276
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Alfred Bieringer
Christian Hammer
Rolf Strempel
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
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Publication date
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Priority to US14/383,996 priority patent/US20150303006A1/en
Priority to CN201380020742.4A priority patent/CN104246950B/zh
Priority to UAA201411444A priority patent/UA116202C2/uk
Priority to JP2015506157A priority patent/JP2015515138A/ja
Publication of WO2013156266A1 publication Critical patent/WO2013156266A1/de
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0027—Operating mechanisms
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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0038—Tap change devices making use of vacuum switches
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0044—Casings; Mountings; Disposition in transformer housing

Definitions

  • the present invention relates to an on-load tap-changer for uninterrupted use
  • On-load tap-changers have been in worldwide use for many years for uninterrupted switching between different winding taps of tapped transformers in large numbers. So-called reactor switches, which are particularly common in North America, have a switching reactance, which allows a slow, continuous switching.
  • On-load tap-changers according to the resistance rapid-switching principle usually consist of a selector for powerless selection of the respective winding tap of the
  • Stepped transformer to be switched to, and a diverter switch for the actual switching from the previous to the new, preselected
  • the diverter switch usually has switching contacts and resistance contacts.
  • the switch contacts are used for direct connection of the respective winding tap with the load dissipation, the resistor contacts for short-term wiring, d. H. Bridging by means of one or more
  • a diverter switch carries a drivable by a power storage drive shaft with at least one cam.
  • the cam has a plurality of control cams, two of which are arranged on the front side of the cam
  • Cams have a deviating from a circular contour contour on the type of cam, on the contact-connected in each case via a rocker arm connected to a vacuum interrupter roller is guided, which taps the profiled contour of the respective control cam.
  • tap changer are constructed according to the principle of resistance fast circuit for uninterrupted switching from a tap of a tapped transformer to another so that each with the outputs of the stepped windings electrically connected fixed step contacts in one or more horizontal plane or planes are arranged circularly on an insulating material scaffolding or - cylinder and are connected by actuated by concentric drive shafts rotatable contact bridges.
  • load selectors in which the step selection and the actual load switching are combined, the actuation of the contact bridges takes place abruptly after triggering a wound up by the drive shaft of the switch energy storage, usually spring energy storage.
  • Switching mechanism consists of a continuously driven by the drive shaft elevator carriage, which preselects the new fixed stage contact, and a alsziehbarem by the elevator carriage by means of an energy storage stripping section after triggering jumps the elevator carriage and thereby the actual load switching from the previous tap of the tap winding on the Selective new tap completes.
  • the required switching elements are part of the stripping section. From DE 198 47 745 C1 is another, due to the applicant,
  • On-load tap-changer with linearly arranged selector contacts became known. Above the selector contacts, so separated locally, are the respective voter contacts assigned to each phase fixed vacuum interrupters for the actual, sudden load switching. To operate this on-load tap-changer is a
  • Feder energie necessary that actuates the selector contacts during its elevator movement, as well as the vacuum switching elements driven by its sudden output movement.
  • On-load tap changers of a spring energy storage for sudden switching by means of the contact system are mounted by a drive shaft at the beginning of each actuation of the on-load tap changer, i. H.
  • Such energy storage for example, DE 198 55 860 C1 and DE 28 06 282 B1 can be removed.
  • Object of the present invention is therefore to provide an on-load tap-changer, which dispenses with the complex construction of a force accumulator and thus provides a significantly simplified structural design while increasing operational safety.
  • the general inventive idea is to operate both the selector contact unit, as well as the switching means for uninterrupted load switching by means of a common motor drive without the interposition of an energy storage.
  • the vacuum interrupters are arranged directly on a sliding carriage of the respective selector contact unit and the motor drive drives by means of an angular gear on a central threaded spindle, which with several
  • each sliding carriage has a spindle nut and the threaded spindle cooperates with the spindle nut of each slide and converts the rotary motion into a synchronous longitudinal displacement of the plurality of slides so that thereby both the movable selector contacts and the vacuum interrupters are actu bar.
  • Gear module on which with the on the opposite outside of the Transformer lid arranged motor drive cooperates.
  • the gear module has for this purpose a flange-like sealing module, which is located directly at the bottom of the
  • Transformer cover is arranged and releasably connected to the motor drive, in particular screwed, is. On the transmission module is also the entire
  • the gear module has both the task, the gear module
  • connection flange with overfilled sealing surface on the transformer cover can be dispensed with.
  • this type of proposed attachment provides a simple for the transformer manufacturer mounting the on-load tap-changer within the transformer tank.
  • the movable selector contacts are each received in a contact carrier and cooperate with arranged on a support plate fixed selector contacts, such that the individual fixed selector contacts by a longitudinal displacement of the movable selector contacts together with slide, so the selector contact unit, along the guide rod are connectable.
  • the selector contact unit By the back and forth movement of the selector contact unit, the individual fixed selector contacts are connected and thus go through the control range of the on-load tap-changer.
  • Figure 1 is a side perspective view of another embodiment of a
  • Figure 2 is a detail view of the side perspective view of Figure 6a
  • an inventive on-load tap-changer 1 is shown in a perspective view, which is arranged directly below a transformer cover, not shown, a stepped transformer, not shown.
  • a step transformer which is well known in the prior art, comprises a transformer tank filled with insulating oil, in which at least one winding is arranged on an iron yoke. This winding is divided into a master and a control winding, on which a plurality of winding taps are provided, which form the control area.
  • the on-load tap-changer 1 has a at the bottom of the Transformer cover fixed gear module 2, which with a at the
  • the motor drive 3 can, for example, as a commercial
  • the transmission module 2 comprises a flange-like sealing module 4, which is arranged directly on the underside of the transformer cover and with the
  • the gear module 2 fulfills both the task of holding the on-load tap-changer 1, as well as hermetically sealing by means of the sealing module 4 with respect to the outside of the transformer. Twists of the
  • Transformer lid during transport of the transformer are not transmitted to the on-load tap-changer 1.
  • a support plate 5 made of dielectric material to which the individual components of the on-load tap-changer 1 are fastened.
  • the support plate 5 is made of electrically insulating material and adapted to receive all the essential components of the on-load tap-changer 1. As switching means for uninterrupted switching sees the on-load tap-changer 1 according to the invention
  • Vacuum switching tubes 6.1 ... 6.6 wherein each two vacuum interrupters 6.1 and 6.2, and 6.3 and 6.4, and 6.5 and 6.6 are each associated with a phase of the on-load tap-changer 1 and with a corresponding selector contact unit 7.1 ... 7.3 cooperate.
  • the vacuum interrupters 6.1 ... 6.6 are known from the prior art switching means with a movable switching contact 8.1 ... 8.6 and a fixed contact not shown 9.1 ... 9.6.
  • Each selector contact unit 7.1 ... 7.3 each includes a plurality of connectable fixed selector contacts 10.1 ... 10.5, which are electrically connected to the
  • Winding taps of the control winding of the tapped transformer are connected, a contact carrier 1 1 .1 ... 1.3 with each two spring-mounted, movable
  • Selector contacts 12.1 and 12.2 and two vacuum interrupters 6.1 ... 6.6 which are arranged directly on a corresponding sliding carriage 13.1 ... 13.3 of the respective selector contact unit 7.1 ... 7.3.
  • a movable selector contact for example, the movable selector contact 12.1, the first fixed
  • Selector contact for example, the fixed selector contact 10.1, and the other movable selector contact, for example, the movable selector contact 12.2, the second fixed selector contact adjacent to the first fixed selector contact, for example, the fixed selector contact 10.2 connected, as a stationary operating position of the on-load tap changer 1 permissible.
  • the Rekatorschaltront at 5 here fixed Electoral contacts 8.1.
  • each voter contact unit 7.1, 7.2 and 7.3 is connected to a separate phase, ie winding, of the tapped transformer.
  • the contact carrier 1 1.1 ... 11.3 of each phase is mechanically fixed to a slide 13.1 ... 13.3 and forms together with this a structural unit.
  • the sliding carriage 13.1... 13.3 is received on a rail 14 and on a threaded spindle 15 arranged parallel to the rail 14 in such a way that the individual fixed selector contacts 10
  • Each dial contact unit 7.1 ... 7.3 has its own, not visible in this illustration, spindle nut 16.1 ... 16.3 in this embodiment
  • the threaded spindle 15 is assembled from several sections and has between the corresponding sections each one of electrically insulating material molded coupling tube 17.1 ... 17.2.
  • an angle gear 18 is provided to the
  • Rotary movement of the motor drive 3 on the threaded spindle 15 pass. Between the motor drive 3 and the angle gear 18, an insulating shaft 19 is disposed of dielectric material, which initiates the rotational movement of the motor drive 3 in the angle gear 18.
  • the fixed contacts 9.1 .... 9.6 of the corresponding slide 13.1 ... 13.3 arranged vacuum interrupters 6.1 ... 6.6 are each screwed by means of strands 20.1 ... 20.6 on the support plate 5 and not shown with overshoot reactors or
  • Overload resistors electrically connected. Overload reactors are after
  • the movable switching contacts 8.1 ... 8.6 of the vacuum interrupters 6.1 ... 6.6 are with a rocker arm assembly 21 .1 ... 21.6 in mechanical operative connection, each having a roller 22.1. .22.6.
  • the movable switching contacts 8.1 ... 8.6 of the vacuum interrupters 6.1 ... .6.6 are electrically connected to the movable selector contacts 12.1 ... 12.2 of the associated phase.
  • the corresponding rollers 22.1 ... 22.6 roll in a longitudinal displacement of
  • Selector contacts 10.3 ... 10.5 are here arranged directly on the support plate 5 and on the opposite side, not shown here, the support plate 5 is electrically connected to the corresponding winding taps of the control winding of the tapped transformer.
  • the on-load tap-changer 1 according to the invention thus does not only operate according to the reactor switching principle but also according to the invention
  • Resistance rapid switching principle can be used. Depending on the underlying
  • Switching principle are permitted at fixed contactors 10.1 ... 10.5 shown here according to the reactor switching principle 9 stationary operating positions, while in a constructed according to the resistance principle switching principle according to the invention on-load tap-changer 1 only 5 steady-state operating positions are allowed.
  • Distribution transformers are used for voltage regulation of local networks.

Landscapes

  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Slide Switches (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches. Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, sowohl die Wählerkontakteinheit, als auch die Schaltmittel zur unterbrechungslosen Lastumschaltung mittels eines gemeinsamen Motorantriebes ohne Zwischenschaltung eines Energiespeichers zu betätigen.

Description

Laststufenschalter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen
Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Laststufenschalter sind seit vielen Jahren zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen von Stufentransformatoren in großen Zahlen weltweit im Einsatz. Sogenannte Reaktorschalter, die besonders in Nord-Amerika verbreitet sind, besitzen eine Umschaltreaktanz, die eine langsame, kontinuierliche Umschaltung ermöglicht. Laststufenschalter nach dem Widerstandsschnellschalt-Prinzip bestehen üblicherweise aus einem Wähler zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des
Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll, und einem Lastumschalter zur eigentlichen Umschaltung von der bisherigen auf die neue, vorgewählte
Wicklungsanzapfung. Der Lastumschalter weist dazu üblicherweise Schaltkontakte und Widerstandskontakte auf. Die Schaltkontakte dienen dabei zur direkten Verbindung der jeweiligen Wicklungsanzapfung mit der Lastableitung, die Widerstandskontakte zur kurzzeitigen Beschaltung, d. h. Überbrückung mittels eines oder mehrerer
Überschaltwiderstände. Die Entwicklungen der letzten Jahre führten jedoch weg von
Lastumschaltern mit mechanischen Schaltkontakten im Isolieröl. Stattdessen werden vermehrt Vakuumschaltzellen als Schaltelemente eingesetzt.
Ein derartiger Laststufenschalter mit Vakuumschaltröhren ist beispielsweise aus der DE 10 2009 043 171 A1 offenbart. Hier trägt ein Lastumschalter eine von einem Kraftspeicher antreibbare Antriebswelle mit mindestens einer Kurvenscheibe. Die Kurvenscheibe weist mehrere Steuerkurven auf, wobei zwei an der Kurvenscheibe stirnseitig angeordnete
Steuerkurven eine von einer Kreisform abweichende Kontur nach Art von Nocken aufweisen, an der kontaktschlüssig jeweils eine über einen Kipphebel mit einer Vakuumschaltröhre verbundene Rolle geführt wird, die die profilierte Kontur der jeweiligen Steuerkurve abgreift.
Bei einer besonderen Gattung von Laststufenschaltern, den so genannten Lastwählern, sind die beschriebenen Mittel zur Anwahl einer neuen Wicklungsanzapfung und die Mittel zur eigentlichen Lastumschaltung baulich vereinigt und werden gemeinsam betätigt.
Üblicherweise sind Stufenschalter nach dem Prinzip der Widerstandsschnellschaltung zur unterbrechungslosen Umschaltung von einer Anzapfung eines Stufentransformators zu einer anderen so aufgebaut, dass die jeweils mit den Ausleitungen der Stufenwicklungen elektrisch in Verbindung stehenden festen Stufenkontakte in einer oder mehreren horizontalen Ebene bzw. Ebenen kreisförmig an einem Isolierstoffgerüst oder - zylinder angeordnet sind und durch von konzentrischen Antriebswellen betätigte drehbare Kontaktbrücken beschaltbar sind. Bei Lastwählern, bei denen die Stufenwahl und die eigentliche Lastumschaltung kombiniert sind, erfolgt die Betätigung der Kontaktbrücken dabei sprungartig nach Auslösung eines von der Antriebswelle des Schalters aufgezogenen Energiespeichers, meist Federkraftspeichers. In der DE 42 37 165 C1 ist, abweichend von diesen üblichen Konstruktionen, ein Stufenschalter mit linearer Kontaktbetätigung beschrieben, wobei die festen Stufenkontakte längs einer Bahn sich in das Innere des Schalters erstrecken und von einem verschiebbaren Schaltmechanismus beschaltbar sind, der wiederum von der Antriebswelle angetrieben wird. Der vertikal verschiebbare
Schaltmechanismus besteht dabei aus einem kontinuierlich von der Antriebswelle antreibbaren Aufzugsschlitten, der den neuen festen Stufenkontakt vorwählt, und einem durch den Aufzugsschlitten mittels eines Energiespeichers aufziehbarem Abtriebsteil, das nach Auslösung sprungartig dem Aufzugsschlitten nachläuft und dabei die eigentliche Lastumschaltung von der bisherigen Anzapfung der Stufenwicklung auf die vorgewählte neue Anzapfung vollzieht. Die dazu erforderlichen Schaltelemente sind Bestandteil des Abtriebsteiles. Aus der DE 198 47 745 C1 ist ein weiterer, auf die Anmelderin zurückgehender,
Laststufenschalter mit linear angeordneten Wählerkontakten bekannt geworden. Oberhalb der Wählerkontakte, also örtlich getrennt, befinden sich die den jeweiligen Wählerkontakten einer jeden Phase zugeordneten feststehenden Vakuumschaltröhren zur eigentlichen, sprungartigen Lastumschaltung. Zur Betätigung dieses Laststufenschalters ist ein
Federenergiespeicher notwendig, der während seiner Aufzugsbewegung die Wählerkontakte betätigt, als auch die Vakuumschaltelemente durch seine sprungartige Abtriebsbewegung antreibt.
Unabhängig vom konstruktiven Aufbau des Laststufenschalters, also mit rotierendem oder linear bewegbarem Kontaktsystem, bedarf es bei aus dem Stand der Technik bekannten
Laststufenschaltern eines Federenergiespeichers zum sprungartigen Umschalten mittels des Kontaktsystems. Aus dem Stand der Technik bekannte Kraftspeicher werden zu Beginn jeder Betätigung des Laststufenschalters von einer Antriebswelle aufgezogen, d. h.
gespannt. Die bekannten Kraftspeicher bestehen im Wesentlichen aus einem
Aufzugsschlitten und einem Sprungschlitten, zwischen denen Kraftspeicherfedern als Energiespeicher angeordnet sind. Derartige Kraftspeicher sind beispielsweise der DE 198 55 860 C1 sowie der DE 28 06 282 B1 entnehmbar.
Es wird eine anfängliche langsame Drehbewegung der Antriebswelle genutzt, um einen Aufzugsschlitten translatorisch aufzuziehen, um nachfolgend die wiederum translatorische Bewegung des Sprungschlittens in eine rotatorische Hauptbewegung der Abtriebswelle und in eine damit verbundene eigentliche Kontaktbetätigung zu überführen. Diese aufwändige Wandlung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung und wieder zurück in eine Drehbewegung erfordert einen hohen Platzbedarf der Kraftspeicherkonstruktion innerhalb des Laststufenschalters und zudem eine Vielzahl komplexer einzelner Baugruppen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Laststufenschalter anzugeben, der auf die aufwändige Konstruktion eines Kraftspeichers verzichtet und damit einen deutlich vereinfachten konstruktiven Aufbau bei gleichzeitig erhöhter Betriebssicherheit bietet.
Diese Aufgabe wird durch einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, sowohl die Wählerkontakteinheit, als auch die Schaltmittel zur unterbrechungslosen Lastumschaltung mittels eines gemeinsamen Motorantriebes ohne Zwischenschaltung eines Energiespeichers zu betätigen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Vakuumschaltröhren direkt an einem Gleitschlitten der jeweiligen Wählerkontakteinheit angeordnet und der Motorantrieb treibt mittels eines Winkelgetriebes eine zentrale Gewindespindel an, die mit mehreren
Gleitschlitten in Wirkverbindung steht, wobei jeder Gleitschlitten eine Spindelmutter aufweist und die Gewindespindel mit der Spindelmutter eines jeden Gleitschlittens zusammenwirkt und die Drehbewegung in eine synchrone Längsverschiebung der mehreren Gleitschlitten umwandelt, derart, dass dadurch sowohl die beweglichen Wählerkontakte als auch die Vakuumschaltröhren betätig bar sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der
Laststufenschalter ein an der Unterseite des Transformatordeckels befestigtes
Getriebemodul auf, das mit dem an der gegenüberliegenden Außenseite des Transformatordeckels angeordneten Motorantrieb zusammenwirkt. Das Getriebemodul weist hierfür ein flanschartiges Dichtmodul auf, das direkt an der Unterseite des
Transformatordeckels angeordnet ist und mit dem Motorantrieb lösbar verbunden, insbesondere verschraubt, ist. An dem Getriebemodul ist zudem der gesamte
Lastumschalter befestigt. Damit hat das Getriebemodul sowohl die Aufgabe, den
Laststufenschalter zu halten, als auch mittels des Dichtmoduls gegenüber der Außenseite des Transformators abzudichten. Verwindungen des Transformatordeckels beim Transport des Trafos werden somit nicht an den Laststufenschalter übertragen. Zudem kann damit ein Anschlussflansch mit überfräster Dichtfläche am Transformatordeckel entfallen. Darüber hinaus bietet diese Art der vorgeschlagenen Befestigung eine für den Transformatorbauer einfache Montage des Laststufenschalters innerhalb des Transformatorkessels.
Nach einer wiederum weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die beweglichen Wählerkontakte jeweils in einem Kontaktträger aufgenommen und wirken mit an einer Trägerplatte angeordneten festen Wählerkontakten zusammen, derart, dass die einzelnen festen Wählerkontakte durch eine Längsverschiebung der beweglichen Wählerkontakte samt Gleitschlitten, also der Wählerkontakteinheit, entlang der Führungsstange beschaltbar sind. Durch die Hin- und/oder Herbewegung der Wählerkontakteinheit werden die einzelnen festen Wählerkontakte beschaltet und damit der Regelbereich des Laststufenschalters durchlaufen.
Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine seitliche Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Laststufenschalters
Figur 2 eine Detailansicht der seitlichen Perspektivansicht nach Figur 6a
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Laststufenschalter 1 in einer Perspektivansicht gezeigt, der direkt unterhalb eines nicht gezeigten Transformatordeckels eines ebenfalls nicht näher dargestellten Stufentransformators angeordnet ist. Eine genauere Beschreibung der Bauteile des Laststufenschalters 1 und deren Funktion ist der unten stehenden Beschreibung entnehmbar. Ein derartiger Stufentransformator, der aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt ist, umfasst einen mit Isolieröl befüllten Transformatorkessel, in dem an einem Eisenjoch wenigstens eine Wicklung angeordnet ist. Diese Wicklung unterteilt sich in eine Stamm- und eine Regelwicklung, an der mehrere Wicklungsanzapfungen vorgesehen sind, die den Regelbereich bilden. Zudem weist der Laststufenschalter 1 ein an der Unterseite des Transformatordeckels befestigtes Getriebemodul 2 auf, das mit einem an der
gegenüberliegenden Außenseite des Transformatordeckels angeordneten Motorantrieb 3 zusammenwirkt. Der Motorantrieb 3 kann dabei beispielsweise als handelsüblicher
Schrittmotor ausgebildet sein. Das Getriebemodul 2 umfasst ein flanschartiges Dichtmodul 4, das direkt an der Unterseite des Transformatordeckels angeordnet ist und mit dem
Motorantrieb 3 lösbar verbunden, insbesondere verschraubt, ist. An dem Getriebemodul 2 ist damit der gesamte Laststufenschalter 1 gefestigt. Das Getriebemodul 2 erfüllt sowohl die Aufgabe, den Laststufenschalter 1 zu halten, als auch mittels des Dichtmoduls 4 gegenüber der Außenseite des Transformators hermetisch abzudichten. Verwindungen des
Transformatordeckels beim Transport des Transformators werden dadurch nicht an den Laststufenschalter 1 übertragen.
Mit dem Getriebemodul 2 mechanisch verbunden ist eine Trägerplatte 5 aus dielektrischem Material, an der die einzelnen Baugruppen des Laststufenschalter 1 befestig bar sind. Die Trägerplatte 5 ist dabei aus elektrisch isolierendem Material gefertigt und dazu ausgebildet, alle wesentlichen Bauteile des Laststufenschalters 1 aufzunehmen. Als Schaltmitteln zur unterbrechungslosen Umschaltung sieht der erfindungsgemäße Laststufenschalter 1
Vakuumschaltröhren 6.1 ... 6.6 vor, wobei jeweils zwei Vakuumschaltröhren 6.1 und 6.2, bzw. 6.3 und 6.4, bzw. 6.5 und 6.6 jeweils einer Phase des Laststufenschalters 1 zugeordnet sind und mit einer entsprechenden Wählerkontakteinheit 7.1 ...7.3 zusammenwirken. Bei den Vakuumschaltröhren 6.1...6.6 handelt es sich um aus dem Stand der Technik bekannte Schaltmittel mit einem beweglichen Schaltkontakt 8.1 ...8.6 sowie einem nicht näher dargestellten Festkontakt 9.1 ...9.6. Eine jede Wählerkontakteinheit 7.1 ...7.3 umfasst jeweils mehrere beschaltbare feste Wählerkontakte 10.1 ... 10.5, die elektrisch mit den
Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des Stufentransformators verbunden sind, einen Kontaktträger 1 1 .1 ... 1 1.3 mit jeweils zwei federnd gelagerten, beweglichen
Wählerkontakten 12.1 und 12.2 sowie jeweils zwei Vakuumschaltröhren 6.1 ...6.6, die direkt an einem entsprechenden Gleitschlitten 13.1 ... 13.3 der jeweiligen Wählerkontakteinheit 7.1 ... 7.3 angeordnet sind. Abhängig vom Umschaltprinzip, also nach dem Reaktor- oder Widerstandsschnellschalt-Prinzip, sind dabei Mittelstellungen, in denen der eine bewegliche Wählerkontakt, beispielsweise der bewegliche Wählerkontakt 12.1 , den ersten festen
Wählerkontakt, beispielweise den festen Wählerkontakt 10.1 , und der andere bewegliche Wählerkontakt, beispielsweise der bewegliche Wählerkontakt 12.2, den zum ersten festen Wählerkontakt benachbarten zweiten festen Wählerkontakt, beispielsweise den festen Wählerkontakt 10.2, beschaltet, als stationäre Betriebsstellung des Laststufenschalters 1 zulässig. Damit sind nach dem Rekatorschaltprinzip bei hier 5 dargestellten festen Wählerkontakten 8.1. ,.8.5 neun stationäre Betriebsstellungen möglich, während es bei einem Laststufenschalter 1 nach dem Widerstandschnellschalt-Prinzip, bei dem keine Mittelstellungen zulässig sind, nur 5 stationäre Betriebsstellungen gibt. In der Abbildung der Figur 1 gibt es beispielhaft drei Wählerkontakteinheiten 7.1 , 7.2 und 7.3; eine jede Wählerkontakteinheit 7.1 , 7.2 und 7.3 ist dabei mit einer separaten Phase, also Wicklung, des Stufentransformators verbunden. Der Kontaktträger 1 1.1 ... 11.3 einer jeden Phase ist dabei an einem Gleitschlitten 13.1 ... 13.3 mechanisch fixiert und bildet zusammen mit diesem eine bauliche Einheit. Aufgenommen wird der Gleitschlitten 13.1 ... 13.3 an einer Schiene 14 sowie an einer, zu der Schiene 14 parallel angeordneten, Gewindespindel 15, derart, dass die einzelnen festen Wählerkontakte 10.1 ... 10.5 durch eine
Längsverschiebung der beweglichen Kontakte 12.1 ... 12.3 samt Gleitschlitten 13.1 .... 13.3 entlang der Schiene 14 beschaltbar sind. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laststufenschalters 1 sind die
Schaltmittel zur unterbrechungslosen Umschaltung, also die Vakuumschaltröhren 6.1...6.6, direkt an dem entsprechenden Gleitschlitten 13.1 ... 13.3 der jeweiligen Wählerkontakteinheit 7.1 ... 7.3 angeordnet und samt diesem entlang der Gewindespindel 15 verfahrbar ausgebildet. Eine jede Wählerkontakteinheit 7.1 ...7.3 hat bei dieser Ausführungsform ihre eigene, in dieser Darstellung nicht sichtbare, Spindelmutter 16.1 ... 16.3 in dem
entsprechenden Gleitschlitten 13.1 ... 13. 3 angeordnet, so dass die Wählerkontakteinheiten 7.1 ...7.3 damit entlang der Gewindespindel 15 synchron verschiebbar ausgebildet sind. Die Gewindespindel 15 ist aus mehreren Teilstücken zusammengebaut und weist zwischen den entsprechenden Teilstücken jeweils ein aus elektrisch isolierendem Material geformtes Kupplungsrohr 17.1 ... 17.2 auf. Zudem ist ein Winkelgetriebe 18 vorgesehen, um die
Drehbewegung des Motorantriebs 3 auf die Gewindespindel 15 weiterzugeben. Zwischen dem Motorantrieb 3 und dem Winkelgetriebe 18 ist eine Isolierwelle 19 aus dielektrischem Material angeordnet, die die Drehbewegung des Motorantriebs 3 in das Winkelgetriebe 18 einleitet. Die Festkontakte 9.1 ....9.6 der an dem entsprechenden Gleitschlitten 13.1 ... 13.3 angeordneten Vakuumschaltröhren 6.1 ...6.6 sind jeweils mittels Litzen 20.1 ...20.6 an der Trägerplatte 5 verschraubt und mit nicht dargestellten Überschaltdrosseln bzw.
Überschaltwiderständen elektrisch verbunden. Überschaltdrosseln sind nach dem
Reaktorschaltprinzip und Überschaltwiderständen nach Widerstandsschnellschaltprinzip vorgesehen. Die beweglichen Schaltkontakte 8.1 ...8.6 der Vakuumschaltröhren 6.1 ...6.6 stehen mit einer Kipphebelanordnung 21 .1 ...21.6 in mechanischer Wirkverbindung, die jeweils eine Rolle 22.1 . .22.6 aufweisen. In eingebauten Zustand der Laststufenschalters 1 sind die beweglichen Schaltkontakte 8.1 ...8.6 der Vakuumschaltröhren 6.1 ... .6.6 mit den beweglichen Wählerkontakten 12.1 ... 12.2 der zugehörigen Phase elektrisch verbunden. Die entsprechenden Rollen 22.1 ...22.6 wälzen sich bei einer Längsverschiebung des
Gleitschlittens 13.1 ... 13.3 an der Profilierung einer Kulissenschiene 23.1 ...23.3. entlang, so dass damit die jeweilige Kipphebelanordnung 21.1 ...21 .6 den entsprechenden beweglichen Schaltkontakt 8.1 ...8.6 der dazugehörigen Vakuumschaltröhre 6.1 ... .6.6 abhängig von der Profilierung der Kulissenschiene 23.1 ...23.3 beschaltet, d.h. öffnet oder schließet. Die festen Wählerkontakte 10.1 ... 10.5, von denen man in dieser Darstellung nur die festen
Wählerkontakte 10.3... 10.5 sieht, sind hier direkt an der Trägerplatte 5 angeordnet und auf der hier nicht dargestellten, gegenüberliegenden Seite, der Trägerplatte 5 elektrisch mit den entsprechenden Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des Stufentransformators verbunden.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass der erfindungsgemäße Laststufenschalter 1 damit sowohl nach dem Reaktorschaltprinzip, als auch nach dem
Widerstandsschnellschaltprinzip einsetzbar ist. Abhängig vom zu Grunde liegenden
Umschaltprinzip sind bei hier 5 dargestellten festen Wählerkontakten 10.1... 10.5 nach dem Reaktorschaltprinzip 9 stationäre Betriebsstellungen zulässig, während bei einem nach dem Widerstandsschnellschaltprinzip aufgebauten erfindungsgemäßen Laststufenschalter 1 lediglich 5 stationäre Betriebsstellungen zulässig sind.
Der erfindungsgemäße Laststufenschalter kann besonders vorteilhaft an
Verteiltransformatoren zur Spannungsregelung von Ortsnetzen verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1 Laststufenschalter
2 Getriebemodul
3 Motorantrieb
4 Dichtmodul
5 Trägerplatte
6.1 .. .. 6.6 Vakuumschaltröhre
7.1 .. .. 7.3 Wählerkontakteinheit
8.1 .. .. 8.6 bewegliche Schaltkontakte
9.1.. .9.6 Festkontakte
10.1 ... 10.5 feste Wählerkontakte
11.1 ... 11.3 Kontaktträger
12.1 , 12.2 bewegliche Wählerkontakte
13.1 ... 13.3 Gleitschlitten
14 Schiene
15 Gewindespindel
16.1 ... 16.3 Spindelmutter
17.1 ...17.2 Kupplungsrohr
18 Winkelgetriebe
19 Isolierwelle
20.1 ... 20.6 Litze
21.1 ... 21.6 Kipphebelanordnung
22.1 ... 22.6 Rollen
23.1 ... 23.3 Kulissenschiene

Claims

Patentansprüche
1 , Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators,
wobei mindestens eine Wählerkontakteinheit mit jeweils mehreren festen Wählerkontakten, die jeweils mit den einzelnen Wicklungsanzapfungen elektrisch in Verbindung stehen, längs einer Linie angeordnet ist,
wobei die festen Wählerkontakte durch zwei längs verschiebbare bewegliche
Wählerkontakte betätigbar sind,
wobei zur unterbrechungslosen Umschaltung für jede Phase zwei Vakuumschaltröhren vorgesehen sind,
und wobei ein Motorantrieb zur Einleitung einer Antriebbewegung in den Laststufenschalter vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Wählerkontakteinheit (7.1 ...7.3) und die Schaltmittel zur unterbrechungslosen Umschaltung (6.1 ...6.6) mittels des gemeinsamen Motoranthebes (3) betätigbar sind, derart, dass die Einleitung der Antriebbewegung des Motorantriebes (3) auf die mindestens eine Wählerkontakteinheit (7.1 ...7.3) und die Schaltmittel zur
unterbrechungslosen Umschaltung (6.1 ...6.6) ohne Zwischenschaltung eines
Energiespeichers erfolgt.
2. Laststufenschalter nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass pro Phase jeweils zwei Vakuumschaltröhren (6.1 und 6.2, 6.3 und 6.4, 6.5 und 6.6) direkt an dem entsprechenden Gleitschlitten (13.1 ... 13.3) der jeweiligen
Wählerkontakteinheit (7.1 ...7.3) angeordnet sind,
dass der Motorantrieb (3) mittels eines Winkelgetriebes (18) eine zentrale Gewindespindel (15) antreibt,
dass jeder Gleitschlitten (13.1 ... 13.3) eine separate Spindelmutter (16.1 ... 16.3) aufweist, dass die Gewindespindel (15) mit der Spindelmutter (16) eines jeden Gleitschlittens
(13.1 ... 13.3) zusammenwirkt und die Drehbewegung in eine synchrone Längsverschiebung der mehreren Gleitschlitten (13. ... 13.3) umwandelbar ist, derart, dass dadurch sowohl die beweglichen Wählerkontakte (12.1 , 12.2) als auch die Vakuumschaltröhren (6.1 ...6.6) betätig bar sind.
3. Laststufenschalter nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gesamten Lastumschalter (1 ) mittels eines Getriebemoduls (2) an der Unterseite eines Transformatordeckels angeordnet ist.
4. Laststufenschalter nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Getriebemodul (2) ein flanschartiges Dichtmodul (4) aufweist.
5. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Trägerplatte (5) aus einem dielektrischen Material vorgesehen ist, an der die mindestens eine Wählerkontakteinheit (7.1 ... 7.3) und die Schaltmittel zur
unterbrechungslosen Umschaltung (6.1 ... 6.6) angeordnet sind.
6. Lastumschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Wählerkontakteinheit (7.1 ... 7.3) jeweils einen Gleitschlitten (13.1 ... 13.3), einen Kontaktträger (1 1.1 ... 11 .3) sowie bewegliche Wählerkontakte (12.1 ... 12.2) umfasst, die mit mindestens einem festen Wählerkontakt (10.1 ... 10.5) zusammenwirken.
7. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beweglichen Wählerkontakte (12.1 , 12.2) jeweils in einem Kontaktträger (1 1.1 ... 1 1.3) aufgenommen werden und mit an der Trägerplatte (5) angeordneten festen
Wählerkontakten (10.1 ... 10.5) zusammenwirken.
8. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beweglichen Wählerkontakte (12.1 ... 12.2) einer Phase in jeder stationären Betriebsstellung mindestens einen festen Wählerkontakt (10.1 ... 10.5) derselben Phase des Laststufenschalters (1) beschälten.
9. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils zwei bewegliche Wählerkontakte (12.1 , 12.2) in einem Kontaktträger (1 1.1 ... 11.3) federnd gelagert aufgenommen werden.
10. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gewindespindel (15) mehrteilig aufgebaut ist.
1 1. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mehreren Teile der Gewindespindel (15) mittels Kupplungsrohren (17.1 , 17.2) drehfest untereinander verbunden sind.
12. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsrohre (17.1 , 17.2) aus dielektrischen Werkstoffen bestehen.
13. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der bewegliche Schaltkontakt (8.1 ...8.6) der entsprechenden Vakuumschaltröhre (6.1 ...6.6) mittels einer Rolle (22.1 ...22.6), die an einer entsprechenden
Kipphebelanordnung (21.1 ...21.6) vorgesehen ist, mit der Profilierung einer Kulissenschiene (23.1 ...23.3) in Wirkverbindung steht, derart, dass sich durch eine Längsverschiebung der Wählerkontakteinheit (7.1...7.3) die entsprechende Rolle (22.1 ... .22.6) kontaktschlüssig an der Profilierung der Steuerkulisse (23.1 ...23.3) entlangrollt, so dass die Kipphebelanordnung (21.1 ...21.6) die entsprechende Vakuumschaltröhre (6.1 ...6.6) beschaltet.
14. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkulisse (23.1 ...23.3) direkt an der Trägerplatte (5) angeordnet ist.
15. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkulisse (23.1 ...23.3) und die Trägerplatte (6) als ein Bauteil ausgebildet sind.
16. Laststufenschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 15 zur Verwendung der Spannungsregelung eines Verteiltransformators.
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