WO2021094013A1 - Laststufenschalter - Google Patents

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WO2021094013A1
WO2021094013A1 PCT/EP2020/075629 EP2020075629W WO2021094013A1 WO 2021094013 A1 WO2021094013 A1 WO 2021094013A1 EP 2020075629 W EP2020075629 W EP 2020075629W WO 2021094013 A1 WO2021094013 A1 WO 2021094013A1
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WO
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module
shaft
load tap
changer
shafts
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/075629
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schuster
Georg Kellendorfer
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
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Publication date
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Priority to AU2020381819A priority patent/AU2020381819A1/en
Priority to EP20771846.1A priority patent/EP4042460A1/de
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    • H01H9/0011—Voltage selector switches
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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0038—Tap change devices making use of vacuum switches

Definitions

  • the invention relates to an on-load tap changer for uninterrupted load switching between different winding taps of a tap transformer.
  • On-load tap-changers are known from the prior art and usually consist of a diverter switch and a selector.
  • the diverter switch with the vacuum interrupters and the transition resistors is arranged in a vessel.
  • the voter is made up of a large number of bars arranged in a circle. On these bars, contacts are arranged in different levels, which serve as connections for the individual stages of the control windings. Inside the voter, two voter arms are attached to a switching column. These make contact with the contacts on the bars. Diverter switch and selector are connected to one another via a gearbox.
  • the on-load tap-changer is actuated by means of a drive which, on the one hand, pulls up a spring energy store to operate the diverter switch, and, on the other hand, moves the selector arms to preselect the contacts to be connected.
  • the contacts and switching means of all three phases are always actuated simultaneously in both the diverter switch and the selector. This inevitably leads to torque peaks, since the same contacts of each phase have to be actuated at the same time.
  • the drive, spring accumulator and gear must be designed in such a way that they can cope with the torque peaks.
  • the object of the invention is to create an on-load tap-changer which generates significantly smaller torque peaks during actuation, has a simple and compact design and at the same time ensures reliable operation.
  • the invention proposes an on-load tap-changer for uninterrupted load switching between different winding taps of a tapped transformer, comprising: a first module with a first module shaft; a second module having a second module shaft, wherein: the first module shaft actuates the first module; the second module shaft actuates the second module; the first and second module shafts are mechanically coupled to one another in such a way that the first module shaft drives the second module shaft and the second module is offset in time to the first module is operated.
  • Each module can be designed in any desired manner as required and can comprise a module shaft, for example.
  • the first module shaft of the first module is mechanically coupled to the second module shaft of the second module.
  • the module shafts are mechanically connected to one another in an offset manner in such a way that the individual modules are actuated offset to one another. In other words, the two module shafts begin to rotate at the same time, but their effect (opening and closing of vacuum interrupters) on the elements in the modules is delayed.
  • the module shafts can be connected to one another in any way as required, for example by means of insulating rods, insulating shafts or chains.
  • the offset between the modules and in particular the module shafts can be designed in any manner as required, for example as offset connecting pins on the module shafts and identically designed insulating shafts or insulating shafts with offset receptacles and identical module shafts. How the offset between the module shafts is ultimately implemented is irrelevant.
  • the diverter switch can be designed in any manner as required and, for example, comprise at least two or more modules.
  • the modules are each assigned to a phase of a step transformer.
  • Each module can be designed in any desired manner as required and, for example, comprise at least one diverter switch and a selector.
  • the Diverter switch can include at least one switching element and one current-limiting element.
  • the at least one switching element can be designed as a vacuum interrupter or a simple mechanical switch.
  • the current-limiting element is preferably a resistor, a throttle or a current-dependent resistor.
  • the voter has at least one voter arm, preferably two voter arms as fine selectors and / or one preselector arm as preselector.
  • Each module shaft can be designed in any way as required and, for example, have a connecting pin, bolt, feather key or any other connecting element at each end.
  • the connecting pins are not axially parallel and are preferably offset from one another by a maximum of 15 degrees.
  • the connecting pins, bolts or keys can only be inserted on one side or extend through the entire module shaft.
  • Each module shaft can be designed in any manner as required and, for example, have a first connecting pin at a first end and a second connecting pin at a second end.
  • the first connecting pin can run along a first axis A and the second connecting pin can run along a second axis B, the axes A and B not being axially parallel and preferably being offset by an angle of a maximum of 15 degrees.
  • the drive can be designed in any manner as required and, for example, comprise at least one motor and / or a transmission.
  • the motor can be designed as a synchronous motor with a multiturn absolute encoder or as a DC motor with microswitches.
  • module shafts and the insulating shafts are connected to several coupling shells via couplings and / or couplings.
  • a motor is connected directly to the drive shaft or indirectly via a gear, angular gear or linkage to the insulating shaft or the first modular shaft of the on-load tap-changer.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an on-load tap-changer
  • 2b shows a front view of a module shaft
  • 3 shows several module shafts of an on-load tap-changer according to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic structure of an on-load tap-changer 1 according to the invention.
  • This has a first module 20, a second module 40 and a third module 60.
  • Each of the modules 20, 40, 60 is assigned to a phase of a step transformer.
  • the first module 20 has a first module shaft 22.
  • the first module shaft 22 is connected or coupled to a drive 2 at its first end 23.
  • the drive 2 is designed as a motor drive with or without a gear and is preferably mechanically connected to the first end 23 of the first module shaft 22 via a first insulating shaft 21.
  • the first module 20 has a diverter switch 30 and a selector 35.
  • the diverter switch 30 and in particular its vacuum interrupters are actuated directly via the first module shaft 22.
  • two cam disks 32 sit on the first module shaft 22, which open and close the vacuum interrupters when they rotate. Furthermore, a first bevel gear 36 is arranged on the first module shaft 22, which drives a second bevel gear 37, which in turn actuates the individual selector arms of the selector 35.
  • the diverter switch 30 and the selector 35 are thus operated in a specific sequence; the first module 20 of the on-load tap-changer 1 is actuated.
  • the on-load tap changer 1 has a second module 40 and a third module 60.
  • the three modules 20, 40, 60 are constructed identically to one another.
  • the three modules are also mechanically coupled to one another via a second and a third insulating shaft 41, 61.
  • the drive 2 drives the first module 20 via the first insulating shaft 21, the first module 20 drives the second module 40 via the second insulating shaft 41 and the second module 40 drives the third module 60 via the third insulating shaft 61.
  • the second and third modules 40, 60 each have a diverter switch 50, 70, a selector 55, 75 and module shafts 42, 62.
  • the respective selectors 55, 75 are driven via respective bevel gears 56, 57, 76, 77.
  • FIG. 2a shows a detailed view of the first module shaft 22, which has a first connecting pin 24 at its first end 23.
  • the first module shaft 22 is connected to the drive 2 via this first connecting pin 24, for example via a first insulating shaft 21, connected.
  • the first module shaft 22 has a second connecting pin 26 at its second end 25.
  • the second connecting pin 26 is not arranged axially parallel to the first connecting pin 24 on the module shaft 22.
  • the second connecting pin 26 is arranged offset from the first connecting pin 24 by a few degrees.
  • bolts, feather keys or any other connecting elements can be used.
  • the connecting pin can protrude only on one side or extend from one side to the second, opposite side.
  • FIG. 2b shows a front view of the module shaft 22.
  • Axis A is intended to show the alignment of the first connecting pin 24.
  • Axis B shows the alignment of the second connecting pin 26.
  • the axes A and B are offset from one another at an angle W1 of preferably a maximum of 15 degrees. If a second module shaft 42 were to be placed behind the first module shaft 22 and connected to it, the first connecting pin 44 of the second module shaft 42 would run axially parallel to the axis B of the second connecting pin 26 of the first module shaft 22.
  • Each module shaft 22, 42, 62 has the same design, i.e. the second connecting pin 26, 46, 66 is arranged offset to the respective first connecting pin 24, 44, 64.
  • Axis C shows the alignment of the second connecting pin 46, not shown here, of the second module shaft 42.
  • the angle W2 between the axes B and C is identical to the angle W1 between the axes A and B.
  • FIG. 3 shows a detailed view of two module shafts connected to one another, in particular the first module shaft 22 and the second module shaft 42.
  • the first connection pin 24 at the first end 23 of the first module shaft 22 is offset from the second connection pin 26 at the second end 25.
  • the first end 23 of the first module shaft 22 is connected to a drive 2 via a first insulating shaft 21.
  • the connection between the first insulating shaft 21 and the first module shaft 22 is realized by means of a coupling 19, which preferably has two coupling shells. However, any type of coupling can be used.
  • the second end 25 of the first module shaft 22 is connected to the first end 43 of the second module shaft 42 via a second insulating shaft 41.
  • the first connecting pins 24, 44 of the respective module shafts 22, 42 are connected to one another in an offset manner.
  • the drive 2 begins to rotate or drive the first insulating shaft 21, the other shafts also rotate with it.
  • the actuation of the modules 20, 40, 60 takes place offset, since the cam disks and also the first bevel gear of the second module 40 and third module 60 are arranged offset to the cam disks and the first bevel gear of the first module 20.
  • the insulating shafts 41, 61 are configured identically here, i.e. the couplings 19 at the respective ends are the same.
  • the insulating shafts can also have staggered couplings at the respective ends.
  • An offset mechanical coupling of the modules is also achieved in this way. The modules are driven simultaneously and together, but are actuated with a time delay.
  • FIG. 4 shows a detailed view of one of the module shafts 20, 40, 60, in particular the first module shaft 20, the second and third module shafts 40, 60 being constructed identically.
  • Two cam disks 32 for actuating the vacuum interrupters and a first bevel gear 36 for actuating the selector 35 are arranged on the module shaft 20.
  • the diverter switch 30 and the selector 35 are actuated within a 360 degree rotation of the module shaft 20.
  • individual actions in the on-load tap-changer such as opening or closing the vacuum interrupters of a switching sequence, are carried out at a specific point in time.
  • the actions in the second module 40 take place correspondingly slightly offset to the first module 20;
  • the modules 20, 40, 60 are constructed identically.
  • the second module 40 is driven at the same time as the first module 20, the actual actuation of the second module 40 (opening or closing of the vacuum interrupters) takes place at a different time.
  • the insulating shafts could also have offset receptacles at the two ends.
  • the module shafts are also connected to one another in a mechanically offset manner.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Laststufenschalter (1) zur unterbrechungslosen Lastumschaltung, umfassend: - ein erstes Modul (20) mit einer ersten Modulwelle (22); - ein zweites Modul (40) mit einer zweiten Modulwelle (42); wobei: - die erste Modulwelle (22) das erste Modul (20) betätigt; - die zweite Modulwelle (42) das zweite Modul (40) betätigt; - die erste und zweite Modulwelle (22, 42) derart miteinander mechanisch gekoppelt sind, dass die erste Modulwelle (22) die zweite Modulwelle (42) antreibt und das zweite Modul (40) zeitlich versetzt zum ersten Modul (20) betätigt wird.

Description

Laststufenschalter
Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators.
Laststufenschalter sind aus dem Stand der Technik bekannt und bestehen meistens aus einem Lastumschalter und einem Wähler. Der Lastumschalter, mit den Vakuumschaltröhren und den Überschaltwiderständen, ist in einem Gefäß angeordnet. Der Wähler ist aus einer Vielzahl von im Kreis angeordneten Stäben aufgebaut. An diesen Stäben sind in unterschiedlichen Ebenen Kontakte angeordnet, die als Anschlüsse für die einzelnen Stufen der Regelwicklungen dienen. Innerhalb des Wählers sind zwei Wählerarme an einer Schaltsäule befestigt. Diese kontaktieren die Kontakte an den Stäben. Lastumschalter und Wähler sind über ein Getriebe miteinander verbunden.
Die Betätigung des Laststufenschalters erfolgt mittels eines Antriebs, der einerseits einen Federenergiespeicher aufzieht, um den Lastumschalter zu betätigen, und andererseits die Wählerarme bewegt, um die zu beschaltenden Kontakte vorzuwählen. Dabei werden sowohl im Lastumschalter als auch im Wähler stets die Kontakte und Schaltmittel aller drei Phasen gleichzeitig betätigt. Dies führt zwangsläufig zu Drehmomentspitzen, da die gleichen Kontakte einer jeden Phase zur selben Zeit betätigt werden müssen. Antrieb, Federspeicher und Getriebe müssen derart ausgelegt werden, dass diese die Drehmomentspitzen bewältigen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Laststufenschalter zu schaffen, der während der Betätigung deutlich kleinere Drehmomentspitzen erzeugt, einfach und kompakt aufgebaut ist und dabei eine sichere Funktion gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit einem Laststufenschalter gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche bilden dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators vor, umfassend: ein erstes Modul mit einer ersten Modulwelle; ein zweites Modul mit einer zweiten Modulwelle, wobei: die erste Modulwelle das erste Modul betätigt; die zweite Modulwelle das zweite Modul betätigt; die erste und zweite Modulwelle derart miteinander mechanisch gekoppelt sind, dass die erste Modulwelle die zweite Modulwelle antreibt und das zweite Modul zeitlich versetzt zum ersten Modul betätigt wird.
Durch die Aufteilung des Laststufenschalters in einzelne Module und deren versetzte mechanische Kopplung werden Drehmomentspitzen deutlich reduziert. Dies wird dadurch erreicht, dass die zu betätigenden Elemente der Module des Laststufenschalters zwar gleichzeitig angetrieben, jedoch leicht versetzt nacheinander betätigt werden. Der Versatz ist dabei gerade so groß, dass keine negativen elektrischen Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Phasen eines Stufentransformators auftreten, jedoch die auftretenden Drehmomentanstiege leicht versetzt zueinander entstehen. Dies ermöglicht die Verwendung eines deutlich einfacheren und damit günstigeren Motors. Weiterhin können die einzelnen Teile der Antriebswelle kleiner dimensioniert werden, da diese kleineren Drehmomentbelastungen standhalten müssen. Auch dies wirkt sich positiv auf den Preis des gesamten Schalters aus. Ohne eine mechanisch versetzte Kopplung würden in jedem Modul zur gleichen Zeit die gleichen Elemente bewegt bzw. betätigt werden. Die benötigte Kraft würde sich summieren, was einen Antrieb mit entsprechender Leistung erfordern würde.
Jedes Modul kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise eine Modulwelle umfassen. Die erste Modulwelle des ersten Moduls ist mit der zweiten Modulwelle des zweiten Moduls mechanisch gekoppelt. Dabei sind die Modulwellen versetzt zueinander miteinander mechanisch verbunden derart, dass die Betätigung der einzelnen Module versetzt zu einander erfolgt. Mit anderen Worten, die beiden Modulwellen beginnen sich zwar gleichzeitig zu drehen, deren Wirkung (Öffnen und Schließen von Vakuumschaltröhren) auf die Elemente in den Modulen erfolgt jedoch zeitversetzt.
Die Modulwellen können nach Bedarf auf beliebige Art und Weise untereinander verbunden sein, beispielsweise über Isolierstäbe, Isolierwellen oder Ketten.
Der Versatz zwischen den Modulen und insbesondere den Modulwellen kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgestaltet sein, beispielsweise als versetzte Verbindungszapfen an den Modulwellen und identisch ausgestalteten Isolierwellen oder Isolierwellen mit versetzten Aufnahmen und identischen Modulwellen. Wie der Versatz zwischen den Modulwellen schlussendlich realisiert wird, ist dabei unerheblich.
Der Lastumschalter kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens zwei oder mehr Module umfassen. Die Module sind jeweils einer Phase eines Stufentransformators zugeordnet.
Jedes Modul kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens einen Lastumschalter und einen Wähler umfassen. Der Lastumschalter kann dabei mindestens ein Schaltelement und ein strombegrenzendes Element umfassen. Das mindestens eine Schaltelement kann als Vakuumschaltröhre oder einfacher mechanische Schalter ausgebildet sein. Das strombegrenzende Element ist vorzugsweise ein Widerstand, eine Drossel oder ein stromabhängiger Widerstand. Der Wähler hat mindestens einen Wählerarm, vorzugsweise zwei Wählerarme als Feinwähler und/oder einen Vorwählerarm als Vorwähler.
Jede Modulwelle kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise an jedem Ende einen Verbindungszapfen, Bolzen, Passfedern oder beliebiges anderes Verbindungelement aufweisen. Die Verbindungszapfen sind dabei nicht achsparallel und vorzugweise um maximal 15 Grad zueinander versetzt angeordnet. Die Verbindungszapfen, Bolzen oder Passfedern können nur einseitig eingebracht sein oder sich durch die gesamte Modulwelle erstrecken.
Jede Modulwelle kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise an einem ersten Ende einen ersten Verbindungzapfen und einem zweiten Ende einen zweiten Verbindungszapfen aufweisen. Der erste Verbindungszapfen kann entlang einer ersten Achse A verlaufen und der zweite Verbindungszapfen entlang einer zweiten Achse B verlaufen, wobei die Achsen A und B nicht achsparallel sind und vorzugsweise um einen Winkel von maximal 15 Grad versetzt sind.
Der Antrieb kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens einen Motor und/oder ein Getriebe umfassen. Der Motor kann als Synchronmotor mit einem Multiturn-Absolutwertgeber oder als DC-Motor mit Mikroschaltern ausgestaltet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Modulwellen und die Isolierwellen über Kupplungen und/oder Kupplungen mit mehreren Kupplungsschalen verbunden sind.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Motor direkt mit der Antriebswelle oder indirekt über ein Getriebe, Winkelgetriebe oder Gestänge mit der Isolierwelle oder der ersten Modulwelle des Laststufenschalters verbunden ist.
Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Laststufenschalters;
Fig. 2a eine detaillierte Ansicht einer Modulwelle;
Fig. 2b eine Frontansicht einer Modulwelle; Fig. 3 mehrere Modulwellen eines erfindungsgemäßen Laststufenschalters;
Fig. 4 eine weitere detaillierte Ansicht einer Modulwelle.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dafür dar, wie der erfindungsgemäße Laststufenschalter ausgebildet sein kann und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.
Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Laststufenschalters 1. Dieser weist ein erstes Modul 20, ein zweites Modul 40 und ein drittes Modul 60 auf. Jedes der Module 20, 40, 60 ist einer Phase eines Stufentransformators zugewiesen. Das erste Modul 20 weist eine erste Modulwelle 22 auf. Die erste Modulwelle 22 ist an ihrem ersten Ende 23 mit einem Antrieb 2 verbunden bzw. gekoppelt. Der Antrieb 2 ist als Motorantrieb mit oder ohne Getriebe ausgebildet und ist vorzugsweise über eine erste Isolierwelle 21 mit dem ersten Ende 23 der ersten Modulwelle 22 mechanisch verbunden. Das erste Modul 20 weist einen Lastumschalter 30 und einen Wähler 35 auf. Der Lastumschalter 30 und insbesondere dessen Vakuumschaltröhren werden unmittelbar über die erste Modulwelle 22 betätigt. Hier sitzen zwei Nockenscheiben 32 auf der ersten Modulwelle 22, die bei ihrer Drehung die Vakuumschaltröhren öffnen und schließen. Weiterhin ist auf der ersten Modulwelle 22 ein erstes Kegelrad 36 angeordnet, welches ein zweites Kegelrad 37 antreibt, das wiederum die einzelnen Wählerarme des Wählers 35 betätigt. Beim Antreiben der ersten Modulwelle 22 werden somit der Lastumschalter 30 und der Wähler 35 in einer bestimmten Reihenfolge betätigt; das erste Modul 20 des Laststufenschalters 1 wird betätigt.
Weiterhin weist der Laststufenschalter 1 ein zweites Modul 40 und ein drittes Modul 60 auf. Die drei Module 20, 40, 60 sind zueinander identisch aufgebaut. Die drei Module sind weiterhin über eine zweite und eine dritte Isolierwelle 41 , 61 mechanisch miteinander gekoppelt. Der Antrieb 2 treibt das erste Modul 20 über die erste Isolierwelle 21 an, das erste Modul 20 treibt das zweite Modul 40 über die zweite Isolierwelle 41 an und das zweite Modul 40 treibt das dritte Modul 60 über die dritte Isolierwelle 61 an. Auch das zweite und das dritte Modul 40, 60 weisen jeweils einen Lastumschalter 50, 70 einen Wähler 55, 75 und Modulwellen 42, 62 auf. Die jeweiligen Wähler 55, 75 werden über jeweilige Kegelräder 56, 57, 76, 77 angetrieben.
Figur 2a zeigt eine detaillierte Ansicht der ersten Modulwelle 22, die an ihrem ersten Ende 23 einen ersten Verbindungszapfen 24 aufweist. Über diesen ersten Verbindungszapfen 24 ist die erste Modulwelle 22 mit dem Antrieb 2, beispielsweise über eine erste Isolierwelle 21 , verbunden. Weiterhin weist die erste Modulwelle 22 einen zweiten Verbindungszapfen 26 an ihrem zweiten Ende 25 auf. Der zweite Verbindungszapfen 26 ist nicht achsparallel zum ersten Verbindungzapfen 24 an der Modulwelle 22 angeordnet. Mit anderen Worten, ist der zweite Verbindungszapfen 26 um einige wenige Grad versetzt zum ersten Verbindungzapfen 24 angeordnet. Als Alternative zu den Verbindungszapfen können Bolzen, Passfedern oder beliebige andere Verbindungelemente verwendet werden. Der Verbindungszapfen kann nur auf einer Seite herausragen oder sich von einer Seite zur zweiten, gegenüberliegenden Seite erstrecken.
Figur 2b zeigt eine Frontansicht der Modulwelle 22. Achse A soll die Ausrichtung des ersten Verbindungszapfens 24 zeigen. Achse B zeigt die Ausrichtung des zweiten Verbindungszapfens 26. Die Achsen A und B sind in einem Winkel W1 von vorzugsweise max. 15 Grad zueinander versetzt angeordnet. Würde man nun eine zweite Modulwelle 42 hinter der ersten Modulwelle 22 platzieren und mit dieser verbinden, würde der erste Verbindungszapfen 44 der zweiten Modulwelle 42 achsparallel zur Achse B des zweiten Verbindungszapfens 26 der ersten Modulwelle 22 verlaufen. Jede Modulwelle 22, 42, 62 ist gleich ausgestaltet, d.h. der zweite Verbindungszapfen 26, 46, 66 ist versetzt zum jeweiligen ersten Verbindungzapfen 24, 44, 64 angeordnet. Achse C zeigt die Ausrichtung des zweiten, hier nicht dargestellten, Verbindungszapfens 46 der zweiten Modulwelle 42. Der Winkel W2 zwischen den Achsen B und C ist identisch mit dem Winkel W1 zwischen den Achsen A und B.
Figur 3 zeigt eine detaillierte Ansicht von zwei miteinander verbundenen Modulwellen, insbesondere der ersten Modulwelle 22 und der zweiten Modulwelle 42. Der erste Verbindungszapfen 24 am ersten Ende 23 der ersten Modulwelle 22 ist versetzt zum zweiten Verbindungszapfen 26 am zweiten Ende 25 angeordnet. Das erste Ende 23 der ersten Modulwelle 22 ist mit einem Antrieb 2 über eine erste Isolierwelle 21 verbunden. Die Verbindung zwischen der ersten Isolierwelle 21 und der ersten Modulwelle 22 wird mittels einer Kupplung 19, die vorzugsweise zwei Kupplungsschalen aufweist, realisiert. Es kann jedoch jede Art von Kupplung verwendet werden. Das zweite Ende 25 der ersten Modulwelle 22 ist über eine zweite Isolierwelle 41 mit dem ersten Ende 43 der zweiten Modulwelle 42 verbunden. Wie nun deutlich wird, sind die ersten Verbindungszapfen 24, 44 der jeweiligen Modulwellen 22, 42 versetzt zueinander miteinander verbunden. Sobald der Antrieb 2 anfängt die erste Isolierwelle 21 zu drehen bzw. anzutreiben, drehen sich auch die anderen Wellen mit. Jedoch erfolgt die Betätigung der Module 20, 40, 60 versetzt, da die Nockenscheiben und auch das erste Kegelrad des zweiten Moduls 40 bzw. dritten Moduls 60 versetzt zu den Nockenscheiben und dem ersten Kegelrad des ersten Moduls 20 angeordnet sind. Die Isolierwellen 41 , 61 sind hier identisch ausgestaltet, sprich die Kupplungen 19 an den jeweiligen Enden sind gleich. Als Alternative zu den Modulwellen mit versetzten Verbindungszapfen können auch die Isolierwellen versetzte Kupplungen an den jeweiligen Enden aufweisen. So wird ebenfalls eine versetzte mechanische Kupplung der Module erreicht. Die Module werden gleichzeitig und gemeinsam angetrieben aber zeitverzögert betätigt.
Figur 4 zeigt eine detaillierte Ansicht einer der Modulwellen 20, 40, 60, insbesondere der ersten Modulwelle 20, wobei die zweite und dritte Modulwelle 40, 60 identisch aufgebaut sind. Auf der Modulwelle 20 sind zwei Nockenscheiben 32 zur Betätigung der Vakuumschaltröhren und ein erstes Kegelrad 36 zur Betätigung des Wählers 35 angeordnet. Innerhalb einer 360 Grad Drehung der Modulwelle 20 wird eine Betätigung des Lastumschalters 30 und des Wählers 35 durchgeführt. Je nachdem wo sich die Modulwelle 20 befindet, werden einzelne Aktionen im Laststufenschalter, wie z.B. das Öffnen oder Schließen der Vakuumschaltröhren eines Schaltablaufs, zu einem bestimmten Zeitpunkt durchgeführt. Sobald mindestens zwei Modulwellen 40, 60 versetzt zueinander gekoppelt sind, finden die Aktionen im zweiten Modul 40 entsprechend leicht versetzt zum ersten Modul 20 statt; schließlich sind die Module 20, 40, 60 identisch aufgebaut. Dabei wird das zweite Modul 40 zwar gleichzeitig mit dem ersten Modul 20 angetrieben, die eigentliche Betätigung des zweiten Moduls 40 (Öffnen bzw. Schließen der Vakuumschaltröhren) erfolgt jedoch zeitlich versetzt. Als Alternative zu den Modulwellen 20, 40, 60 mit versetzten Verbindungszapfen könnten auch die Isolierwellen versetzte Aufnahmen an den beiden Enden aufweisen. Auch damit werden die Modulwellen mechanisch zueinander versetzt verbunden.
Bezugszeichenliste
1 Laststufenschalter
2 Antrieb
19 Kupplung
20 erstes Modul
21 erste Isolierwelle
22 erste Modulwelle
23 erstes Ende von 22
24 erster Verbindungszapfen von 22
25 zweites Ende von 22
26 zweiter Verbindungszapfen von 22 30 Lastumschalter
32 Nockenscheiben
35 Wähler
36 erstes Kegelrad
37 zweites Kegelrad
40 zweites Modul
41 zweite Isolierwelle
42 zweite Modulwelle
43 erstes Ende von 42
44 erster Verbindungszapfen von 42
45 zweites Ende von 42
46 zweiter Verbindungszapfen von 42 50 Lastumschalter
55 Wähler
60 drittes Modul
61 dritte Isolierwelle
62 dritte Modulwelle
63 erstes Ende von 62
64 erster Verbindungszapfen von 62
65 zweites Ende von 62
66 zweiter Verbindungszapfen von 62 70 Lastumschalter
75 Wähler

Claims

Patentansprüche
1 . Laststufenschalter (1 ) zur unterbrechungslosen Lastumschaltung, umfassend: ein erstes Modul (20) mit einer ersten Modulwelle (22); ein zweites Modul (40) mit einer zweiten Modulwelle (42); wobei: die erste Modulwelle (22) das erste Modul (20) betätigt; die zweite Modulwelle (42) das zweite Modul (40) betätigt; die erste und zweite Modulwelle (22, 42) derart miteinander mechanisch gekoppelt sind, dass die erste Modulwelle (22) die zweite Modulwelle (42) antreibt und das zweite Modul (40) zeitlich versetzt zum ersten Modul (20) betätigt wird.
2. Laststufenschalter (1 ) nach Anspruch 1 , wobei ein Antrieb (2) die erste Modulwelle (22) antreibt.
3. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei ein drittes Modul (60) mit einer dritten Modulwelle (60) vorgesehen ist; die dritte Modulwelle (62) das dritte Modul (60) betätigt und die zweite und dritte Modulwelle (42, 62) derart miteinander mechanisch gekoppelt sind, dass die zweite Modulwelle (42) die dritte Modulwelle (62) antreibt und das dritte Modul (60) zeitlich versetzt zum zweiten Modul (40) betätigt wird.
4. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Module (20, 40, 60) über Isolierwellen (21 , 41 , 61 ) miteinander verbunden sind.
5. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Modulwelle (22, 42, 62) einen ersten Verbindungzapfen (24, 44, 64) und einen zweiten Verbindungszapfen (26, 46, 66) aufweist und der erste Verbindungszapfen (24, 44, 64) versetzt zum zweiten Verbindungszapfen (26, 46, 66) angeordnet ist.
6. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Modulwelle (22) über eine zweite Isolierwelle (42) mit der zweiten Modulwelle (42) verbunden ist und die zweite Modulwelle (42) über eine dritte Isolierwelle (61 ) mit der dritten Modulwelle (62) verbunden ist.
7. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes Modul (20, 40, 60) einer Phase eines Stufentransformators zugewiesen ist.
8. Laststufenschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jedes Modul (20, 40, 60) einen Lastumschalter (30, 50, 70) und einen Wähler (35, 55, 75) aufweist.
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