LASTWÄHLER

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Lastwähler für Stufentransformatoren zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Anzapfungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators, wobei der Lastwähler einen Isolierstoffzylinder als Gehäuse aufweist, feste Stufenkontakte, die mit den Anzapfungen elektrisch in Verbindung stehen und im Inneren des Isolierstoffzylinders in für jede Phase einer horizontalen Ebene kreisförmig angeordnet sind, wobei sich im Zentrum des Isolierstoffzylinders eine drehbare Schaltwelle befindet, die für jede horizontale Ebene von festen Stufenkontakten einen ebenfalls drehbaren Kontaktträger aufweist und jeder der Kontaktträger mindestens einen mechanischen Hauptkontakt und mindestens einen mit einem zwischengeschalteten Überschaltwiderstand versehenen, mechanischen Widerstandskontakt besitzt, wobei der Hauptkontakt und der Widerstandskontakt elektrisch in Verbindung stehen und jeweils mit den festen Stufenkontakten der jeweiligen horizontalen Ebene kontaktierbar sind und sowohl der Hauptkontakt als auch der Widerstandskontakt mindestens einen parallelen Nebenkontakt aufweist, wobei diesen Nebenkontakten jeweils ein aus antiparallel geschalteten Thyristoren bestehender Thyristorkreis vorgeschaltet ist.

[0002] Ein derartiger Lastwähler ist aus der DE 43 41 158 A1 bekannt. Der gravierende Nachteil dieses Lastwählers liegt aber darin, dass ein Einschaltlichtbogen gegeben ist.

[0003] Wie bekannt, kombinieren Lastwähler die Funktion von Feinwähler und Lastumschalter in einer Einheit. Die getrennte Anordnung von Feinwähler und Lastumschalter beim Stufenschalter erlaubt es Stufenschalter für praktisch alle Trafogrößen bis zu den höchsten Spannungen und Leistungen zu bauen. Lastwähler sind in ihrer Anwendung bisher eingeschränkt, lassen sich aber wegen des Verzichts auf die sonst übliche Trennung von Wähler und Lastumschalter weniger aufwendig herstellen und einsetzen.

[0004] Wie bereits erwähnt, dienen Lastwähler an Transformatoren dazu, die Anzapfungen der Regelwicklungen dieser Trafos unter Last umzuschalten und damit Spannungsänderungen gezielt auszugleichen. Beim Umschaltvorgang treten im Lastwähler an verschiedenen Kontakten Lichtbögen auf.

[0005] Zur Vermeidung dieser Lichtbögen wurde bereits in der DE 38 33 126 C2 ein Lastwähler vorgeschlagen, bei dem in jeder zu schaltenden Phase zwei gleichzeitig miteinander verschwenkbare, bewegliche, mechanische Schaltkontakte auf einem gemeinsamen Kontaktträger vorgesehen sind. In Reihe zu jedem der beiden der beiden Schaltkontakte ist jeweils eine ebenfalls auf dem Kontaktträger angeordnete Vacuumschaltzelle vorgesehen. Nachteilig bei einem derartigen Lastwähler ist es, daß durch die Anordnung von Vacuumschaltzellen Dimensionierungsprobleme auftreten.

[0006] Um diese Dimensionierungsprobleme einzudämmen, wurde in der WO 99/60588 vorgeschlagen, die Vacuumschaltzellen stehend auf dem Kontaktträger anzuordnen.

[0007] Generell ist festzuhalten, dass Lastwähler mit Vacuumschaltzellen auf Grund ihrer Bauweise ein größeres Volumen aufweisen und einen nicht unerheblichen Platzbedarf haben.

[0008] Ferner ist auch aus der EP 0 029 467 A1 ein Lastwähler bekannt, der einen Hauptkontakt und zwei seitliche Widerstandskontakte mit jeweils separaten Überschaltwiderständen aufweist.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lastwähler der eingangs zitierten Art zu schaffen, der einerseits die obigen Nachteile vermeidet und der anderseits den Kontaktabbrand durch die beim Schalten entstehenden Lichtbögen verhindert.

[0010] Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

[0011] Der erfindungsgemäße Lastwähler ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkontakt einen weiteren parallelen Nebenkontakt aufweist, der an der Verbindung Hauptkontakt und Thyristorkreis angeschlossen ist. Durch die Erfindung ist es möglich, einen weitestgehend wartungsfreien Lastwähler herzustellen, da sowohl der Lichtbogen beim Ein- wie auch beim Ausschalten vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, dass das Schaltelement, das ein- bzw. ausschaltet, nur beim Umschalten im Arbeitsstrom liegt. Nach dem Umschaltvorgang wird das Schaltelement durch einen parallel zum Schaltelement geschalteten mechanischen Kontakt geschützt.

[0012] Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch diese Anordnung von Schaltelementen der Bauteilaufwand, um ein lichtbogenfreies Schalten zu erreichen, äußerst gering gehalten wird. Dadurch kann auch der Lastwähler als kompakte Einheit ausgeführt werden.

[0013] Selbstverständlich wird mit der Erfindung auch ein Kontaktabbrand an den Stufenkontakten vermieden.

[0014] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Hauptkontakt einen voreilenden und einen nacheilenden Nebenkontakt auf. Es wird weiters der gravierende Vorteil erzielt, daß der Lastwähler in beiden Drehrichtungen zum unterbrechungslosen Umschalten geeignet ist.

[0015] Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Zündung bzw. Löschung der Thyristorkreise gleichzeitig. Dadurch wird der Steueraufwand für die Thyristorkreise stark minimiert.

[0016] Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0017] Es zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Lastwählers,

Fig. 2 bis 12 eine unterbrechungslose Umschaltung mit dem Lastwähler von einem Stufenkontakt auf den benachbarten Stufenkontakt.

[0018] Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich, usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

[0019] Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

[0020] Gemäß der Fig. 1 sind in einem - nicht dargestellten - Isolierstoffzylinder, der als Gehäuse dient, Stufenkontakte 1, 2, die mit Anzapfungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators elektrisch verbunden sind, kreisförmig angeordnet. Die Stufenkontakte 1, 2 sind in diesem Isolierstoffzylinder für jede Phase in einer horizontalen Ebene angeordnet, wobei entsprechend der Anzahl der Anzapfungen die Anzahl der Stufenkontakte 1, 2 im Kreis vorgesehen sind. Im dargestellten Fall sind nur zwei benachbarte Stufenkontakte 1, 2 von einer eventuellen Vielzahl gezeigt. Die Stufenkontakte 1,2 sind fest im Inneren des Isolierstoffzylinders angeordnet. Im Zentrum des lsolierstoffzylinders befindet sich eine drehbare Schaltwelle 3, die für jede horizontale Ebene von festen Stufenkontakten 1, 2 einen ebenfalls drehbaren Kontaktträger 4 aufweist. Jeder Kontaktträger 4 besitzt mindestens einen mechanischen Hauptkontakt 5 und mindestens einen mechanischen Widerstandskontakt 6, wobei der Widerstandskontakt 6 einen zwischengeschalteten Überschaltwiderstand 7 aufweist. Der Hauptkontakt 5 und der Widerstandskontakt 6 stehen elektrisch in Verbindung und sind jeweils mit den Stufenkontakten 1, 2 der jeweiligen horizontalen Ebene kontaktierbar.

[0021] Sowohl der Hauptkontakt 5 als auch der Widerstandskontakt 6 weisen mindestens einen parallelen Nebenkontakt 8, 9 auf, wobei diesen Nebenkontakten 8, 9 jeweils ein Thyristorkreis 10, 11 vorgeschaltet ist. Der Thyristorkreis 10, 11 besteht aus antiparallel geschalteten Thyristoren. Darüber hinaus weist der Hauptkontakt 5 einen weiteren parallelen Nebenkontakt 12 auf, der an der Verbindung Nebenkontakt 8 und Thyristorkreis 10 angeschlossen ist. Die beiden Nebenkontakte 8, 12 des Hauptkontaktes 5 sind derart angeordnet, daß ein Nebenkontakt 12 - bei Annahme der Drehrichtung des Kontaktträgers 4 nach rechts - voreilend und ein Nebenkontakt 8 nacheilend ist.

[0022] Wie bereits erwähnt, weist der Widerstandskontakt 6 ebenfalls einen parallelen, mit einem Thyristorkreis 11 versehenen, Nebenkontakt 9 auf, wobei dieser Thyristorkreis 11 des Nebenkontaktes 9 an der Verbindung Überschaltwiderstand 7 und Widerstandskontakt 6 liegt. Die konstruktive Anordnung dieses Nebenkontaktes 9 erfolgt derart, daß er an der Seite des Widerstandskontaktes 6 liegt, die dem Hauptkontakt 5 abgewandt ist. Im dargestellten und beschriebenen Fall ist der Nebenkontakt 9 - wie in der oben erwähnten Drehrichtung - also voreilend dem Widerstandskontakt 6.

[0023] Entsprechend den Fig. 2 bis 12 wird eine unterbrechungslose Umschaltung zwischen dem Stufenkontakt 1 und dem Stufenkontakt 2 aufgezeigt, wobei die Umschaltrichtung nach rechts ist.

[0024] Die Fig. 2 entspricht der Fig. 1 und wird als Ausgangsstellung für die Umschaltung angenommen. Alle Kontakte, also der Hauptkontakt 5 mit seinen Nebenkontakten 8, 12 und der Widerstandskontakt 6 mit seinem Nebenkontakt 9, sind mit dem Stufenkontakt 1 elektrisch kontaktiert. Beide Thyristorkreise 10, 11 sind im gelöschten Zustand. Der Strom fließt über den Hauptkontakt 5 zum Stufenkontakt 1.

[0025] Gemäß der Fig. 3 ist der Widerstandskontakt 6 mit seinem Nebenkontakt 9 in der stromlosen Phase, da er sich zwischen dem Stufenkontakt 1 und dem Stufenkontakt 2 befindet. Der Strom fließt ausschließlich über den Hauptkontakt 5 zum Stufenkontakt 1.

[0026] Gemäß der Fig. 4 kontaktiert der Nebenkontakt 9 den Stufenkontakt 2 und der Nebenkontakt 12 befindet sich in der Zwischenstellung der beiden Stufenkontakte 1, 2. Der Strom fließt immer noch ausschließlich über den Hauptkontakt 5 zum Stufenkontakt 1.

[0027] Gemäß der Fig. 5 - die der Kontaktstellung in Fig. 4 entspricht - werden die Thyristorkreise 10, 11 gezündet. Der Stromfluß ist nun über den Nebenkontakt 8, dem Hauptkontakt 5 zum Stufenkontakt 1 und über den Nebenkontakt 9 zum Stufenkontakt 2 gegeben.

[0028] Der Hauptkontakt 5 kann nun praktisch stromlos vom Stufenkontakt 1 weg- und weiterbewegt werden. Es ergibt sich also kein Ausschaltlichtbogen. Im Auflaufen vom Widerstandskontakt 6 gibt es auch keinen Einschaltlichtbogen, da der Thyristorkreis 11 bereits gezündet ist.

[0029] Gemäß der Fig. 6 ergibt sich bei gezündeten Thyristorkreisen eine Kontaktstellung bei der nur mehr der Nebenkontakt 8 Strom zum Stufenkontakt 1 und der Widerstandskontakt 6 und der Nebenkontakt 9 Strom zum Stufenkontakt 2 führen.

[0030] Gemäß der Fig. 7 - die der Kontaktstellung in Fig. 6 entspricht - werden die Thyristorkreise 10, 11 gelöscht. Der Stromfluß ist nun über den Widerstandskontakt 6 zum Stufenkontakt 2 gegeben.

[0031] Gemäß der Fig. 8 befindet sich der Hauptkontakt 5 mit seinen Nebenkontakten 8, 12 im Zwischenbereich der Stufenkontakte 1, 2. Der Stromfluß erfolgt ausschließlich über den Widerstandskontakt 6.

[0032] Gemäß der Fig. 9 kontaktiert der Nebenkontakt 12 des Hauptkontaktes 5 den Stufenkontakt 2, wobei durch den gelöschten Thyristorkreis 10 kein Strom fließen kann. Somit kann auch kein Einschalt-Lichtbogen erzeugt werden.

[0033] Gemäß der Fig. 10 - die der Kontaktstellung in Fig. 9 entspricht - werden die Thyristorkreise 10, 11 gezündet. Der Stromfluß ist nun über den Nebenkontakt 12 zum Stufenkontakt 2 gegeben.

[0034] Der Hauptkontakt 5 kann nun praktisch stromlos mit dem Stufenkontakt 2 kontaktiert werden. Es ergibt sich also kein Einschaltlichtbogen.

[0035] Gemäß der Fig. 11 sind alle Kontakte, also der Hauptkontakt 5 mit seinen Nebenkontakten 8, 12 und der Widerstandskontakt 6 mit seinem Nebenkontakt 9, mit dem Stufenkontakt 2 elektrisch kontaktiert. Beide Thyristorkreise 10, 11 sind im gezündeten Zustand. Der Strom fließt über den Hauptkontakt 5 zum Stufenkontakt 2.

[0036] Gemäß der Fig. 12 - die der Kontaktstellung in Fig. 11 entspricht - werden die Thyristorkreise 10, 11 gelöscht. Der Stromfluß ist nun über den Hauptkontakt 5 zum Stufenkontakt 2 gegeben.

[0037] Wie also an der oben beschriebenen Umschaltung an Hand der Fig. 2 bis 12 aufgezeigt, wird ein Kontaktabbrand, sei es auf den Stufenkontakten 1, 2 oder auf dem Haupt- 5, dem Widerstands- 6 bzw. auf den Nebenkontakten 8, 9, 12, vermieden, da sowohl ein Ein- als auch ein Ausschaltlichtbogen nicht gegeben ist.

[0038] Mit dem in Fig. 1 aufgezeigten Lastwähler ist ein hin- und herschalten einwandfrei möglich. Der Umschaltvorgang vom Stufenkontakt 2 auf den Stufenkontakt 1 erfolgt dann entsprechend der Fig. 12, beginnend, bis Fig. 2, also in entgegengesetzter Richtung.

[0039] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus die Teile bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Ansprüche

1. Lastwähler für Stufentransformatoren zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Anzapfungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators, wobei der Lastwähler einen Isolierstoffzylinder als Gehäuse aufweist, feste Stufenkontakte (1, 2), die mit den Anzapfungen elektrisch in Verbindung stehen und im Inneren des Isolierstoffzylinders in für jede Phase einer horizontalen Ebene kreisförmig angeordnet sind, wobei sich im Zentrum des lsolierstoffzylinders eine drehbare Schaltwelle (3) befindet, die für jede horizontale Ebene von festen Stufenkontakten (1, 2) einen ebenfalls drehbaren Kontaktträger (4) aufweist und jeder der Kontaktträger (4) mindestens einen mechanischen Hauptkontakt (5) und mindestens einen mit einem zwischengeschalteten Überschaltwiderstand (7) versehenen, mechanischen Widerstandskontakt (6) besitzt, wobei der Hauptkontakt (5) und der Widerstandskontakt (6) elektrisch in Verbindung stehen und jeweils mit den festen Stufenkontakten (1, 2) der jeweiligen horizontalen Ebene kontaktierbar sind und sowohl der Hauptkontakt (5) als auch der Widerstandskontakt (6) mindestens einen parallelen Nebenkontakt (8, 9) aufweist, wobei diesen Nebenkontakten (8, 9) jeweils ein aus antiparallel geschalteten Thyristoren bestehender Thyristorkreis (10, 11) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkontakt (5) einen weiteren parallelen Nebenkontakt (12) aufweist, der an der Verbindung zwischen Nebenkontakt (8) und Thyristorkreis (10) angeschlossen ist.

2. Lastwähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkontakt (5) einen voreilenden und einen nacheilenden Nebenkontakt (8, 12) aufweist.

3. Lastwähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündung bzw. Löschung der Thyristorkreise (10, 11) gleichzeitig erfolgt.

Claims

1. Selector switch for tapped transformers for uninterrupted tap changing operation between taps of a regulating winding of a tapped transformer, whereby the selector switch features an insulating cylinder housing, fixed tapping contacts (1, 2), that are electrically connected to the taps and circularly arranged inside the insulating cylinder for each phase of a horizontal plane, whereby a rotary switch shaft (3) in the centre of the insulating cylinder features a likewise rotatable contact holder (4) for each horizontal plane of fixed tapping contacts (1, 2) and each of the contact holders (4) features at least one mechanical main contact (5) and at least one mechanical resistor contact (6) provided with an inserted transition resistor (7), whereby the main contact (5) and the resistor contact (6) are electrically connected and to each of which a contact to the fixed tapping contacts (1, 2) of the respective horizontal plane can be applied and both the main contact (5) as well as the resistor contact (6) feature at least one parallel accessory contact (8, 9), whereby there is a thyristor circuit composed of inverse-parallel connected thyristors upstream of each of the accessory contacts (8, 9), characterised by the fact that the main contact (5) features an additional parallel accessory contact (12) that is connected to the link between the accessory contact (8) and the thyristor circuit (10).

2. Selector switch according to claim 1, characterised by the fact that the main contact (5) features a leading and a lagging accessory contact (8, 12).

3. Selector switch according to claim 1 or 2, characterised by the fact that triggering or quenching of the thyristor circuits (10, 11) is effected simultaneously.

Revendications

1. Sélecteur en charge pour transformateurs à prises pour la commutation sans interruption entre les prises d'un enroulement de régulation d'un transformateur à gradins, le sélecteur en charge présentant comme boîtier un cylindre isolant, des contacts à gradins fixes (1,2) qui se trouvent électriquement reliés aux prises et sont agencés en cercle à l'intérieur du cylindre isolant pour chaque phase d'un niveau horizontal, un arbre d'entraînement tournant (3) se trouvant au centre du cylindre isolant et qui présente pour chaque niveau horizontal de contacts à gradins fixes (1,2) un porte-contacts également tournant (4), et chacun des porte-contacts (4) possède au moins un contact principal mécanique (5) et au moins un contact de passage mécanique (6) muni d'un contact de transition intermédiaire (7), le contact principal (5) et le contact de passage (6) étant électriquement reliés et respectivement contactables avec les contacts à gradins fixes (1,2) du niveau horizontal respectif et non seulement le contact principal (5) mais aussi le contact de passage (6) présentent au moins un contact secondaire parallèle (8,9), un circuit à thyristors (10, 11) constitué de thyristors à montage antiparallèle étant respectivement couplé en amont de ces contacts secondaires (8,9), caractérisé en ce que le contact principal (5) présente un contact secondaire parallèle additionnel (12) qui est relié à la connexion entre le contact secondaire (8) et le circuit à thyristors (10).

2. Sélecteur en charge de la revendication 1, caractérisé en ce que le contact principal (5) présente un contact secondaire avancé et un contact secondaire rétrograde (8, 12).

3. Sélecteur en charge de la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un allumage et une extinction des circuits à thyristors (10, 11) se produisent simultanément.

Zeichnung