DE733500C

DE733500C - Step switch for regulating transformers

Info

Publication number: DE733500C
Application number: DES118043D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1934-04-25
Filing date: 1935-04-24
Publication date: 1943-04-03
Also published as: US2036305A

Description

DieErfindung bezieht sich auf einen Stufenschalter für Regeltransformatoren mit geradliniger Kontaktbahn, dessen beweglicher Kontakt bei einer Regelspannungsänderung vom S positiven zum negativen Spannungsmaximum die Kontaktbahn zweimal durchläuft. Hierzu ist die Umkehr der Bewegungsrichtung für den beweglichen Stufenschalterkontakt erforderlich. Bei einem bekannten Schalt-■. getriebe erfolgt diese Umkehr durch Umschalten des Getriebes, und zwar mittels eines eingebauten, zusätzlichen Zahnradwechselgetrfebes. Das Antriebswerk wird dadurch umständlich. Außerdem sind für die Umschaltung des Wechselgetriebes besondere Steuerteile erforderlich.The invention relates to a tap changer for regulating transformers with rectilinear Contact track, the moving contact of which in the event of a control voltage change from S runs through the contact path twice, positive to the negative maximum voltage. For this it is necessary to reverse the direction of movement for the movable tap changer contact. In a known switching ■. transmission, this reversal is done by switching of the transmission, namely by means of a built-in, additional gear change gearbox. This makes the drive mechanism cumbersome. In addition, there are special control units for switching the gearbox necessary.

Gemäß der Erfindung wird" das Getriebe dadurch sehr wesentlich vereinfacht, daß während des Schaltweges vom positiven zumAccording to the invention, "the transmission is very much simplified in that during the switching path from positive to

ao negativen Spannungsmaximum der bewegliche Kontakt von einer in derselben Richtung sich drehenden Spindel mit zwei Schraubengängen betätigt wird. Von diesen beiden Schraubengängen dient der eine als Rechtsgewinde für die Kontaktbewegung in der einen Richtung und der andere als Linksgewinde für die entgegengesetzte Kontaktbewegung. ao negative voltage maximum the moving contact of one in the same direction rotating spindle is operated with two screw threads. From these two One thread serves as a right-hand thread for contact movement in one direction and the other as a left-hand thread for the opposite contact movement.

Es empfiehlt sich, einen doppelpoligen Wendeschalter mit dem Stufenschalterantrieb ■ über ein nur in der einen Stufenschalterendstellung (Regelspannung Null) einrückbares Organ, ζ. B. Maltesertrieb, zu kuppeln.It is recommended to use a double-pole reversing switch with the step switch drive ■ via a switch that can only be engaged in one step switch end position (control voltage zero) Organ, ζ. B. Maltese drive to couple.

• Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.• In the following, the invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment will.

In Fig. ι der Zeichnung ist das Schaltbild eines erfindungsgemäß arbeitenden Stufenschalters dargestellt.In Fig. Ι of the drawing is the circuit diagram of a tap changer operating according to the invention shown.

Der mit dem Stufenschalter zusammenarbeitende Regeltransformator weist die Erregerwicklung 12 auf, welche an die Leiter 13, 15 des Speisenetzes .angeschlossen, ist. 14 ist die Sekundärwicklung, die mit den Xetzleiter 13 in Reihe geschaltet wird. Die Sekundärwicklung 14 ist mit Anzapfungen a bis e versehen, welche an die festen Stufenkontakte A-B des Stufenschalters 16 angeschlossen sind. /, A', L, M sind die Kontakte eines doppelpoligen Wendeschalters 18, welche -50 durch verschiedene Verbindungsleitungen mit dem Netzleiter 13 des Speisenetzes, dem Leiter 17 des Verbrauchernetzes, der Anzapfung c der Transformatorwicklung 14 und der mittleren Anzapfung 23 einer Überschaltdrosselspule 20 verbunden sind. Die Enden der Überschaltdrosselspule 20 sind je an einen beweglichen Stufenwählerkontakt X bzw. Y angeschlossen.The regulating transformer cooperating with the tap changer has the field winding 12, which is connected to the conductors 13, 15 of the supply network. 14 is the secondary winding which is connected in series with the Xetzleiter 13. The secondary winding 14 is provided with taps a to e , which are connected to the fixed tap contacts AB of the tap changer 16. /, A ', L, M are the contacts of a double-pole reversing switch 18, which -50 are connected by various connecting lines to the line conductor 13 of the supply network, the conductor 17 of the consumer network, the tap c of the transformer winding 14 and the central tap 23 of a transition choke coil 20 are. The ends of the transition choke coil 20 are each connected to a movable tap selector contact X and Y , respectively.

Die Schaltung gestattet es, bei entsprechender Betätigung der Wendeschalterkontakte zu der vorhandenen Spannung zwischen den Lei-The circuit allows the reversing switch contacts to be closed when actuated accordingly the existing tension between the lines

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tern 13.. 15 des Speisenetzes nach Belieben eine Spannung zu addieren oder davon zu subtrahieren. Hierbei werden die beweglichen Stufenwählerkontakte X, Y mit den verschiedenen festen Stufenkontakten A bis E des Stufenschalters 16 in Eingriff -gebracht. Fig. 2 zeigt eine Schalttabelle, in der für die einzelnen Schaltstellungen angegeben ist, welche Stufenkontakte bzw. Wendeschalterkontakte geschlossen sind. Aus der Schalttabelle geht hervor, daß in der mittleren Schaltstellung (Nr. 5) die Stufenwählerkontakte X, Y auf dem festen Stufenkontakt E stehen und sämtliche Wendeschalterkontakte geschlossen sind. Charakteristisch für den gemäß der Erfindung ausgebildeten Schalter ist, daß die Stufenschalterkontakte unter Last betätigt werden. Die Wendeschalterkontakte werden in der mittleren Schaltstellung (Regelspannung XuIl) stromlos geschaltet. In dieser Schaltstellung wird weder eine positive noch eine negative Zusatzspannung erzeugt.tern 13 .. 15 of the feed network to add or subtract a voltage at will. Here, the movable tap selector contacts X, Y are brought into engagement with the various fixed tap contacts A to E of the tap changer 16. FIG. 2 shows a switching table in which it is specified for the individual switching positions which step contacts or reversing switch contacts are closed. The switching table shows that in the middle switching position (no. 5) the tap selector contacts X, Y are on the fixed tap contact E and all reversing switch contacts are closed. It is characteristic of the switch designed according to the invention that the tap changer contacts are actuated under load. The reversing switch contacts are de-energized in the middle switch position (control voltage XuIl). In this switch position, neither a positive nor a negative additional voltage is generated.

Bei der Schaltung nach Fig. 1 besitzt dieIn the circuit of FIG. 1 has the

Sekundärwicklung des Transformators Anzapfungen. l'nter Umständen kann es mit Rücksicht auf die Stromstärken vorteilhafter sein, nicht die Sekundärwicklung, sondern die Primärwicklung, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, mit Anzapfungen zu versehen, so· daß die Regelung der Zusatzspannung im Primärkreis des Zusatztransformators erfolgt.Secondary winding of the transformer taps. Under certain circumstances it can with Consideration of the currents be more advantageous, not the secondary winding, but the Primary winding, as shown in FIG. 3, to be provided with taps, so that the regulation the additional voltage takes place in the primary circuit of the additional transformer.

Selbstverständlich kann die Schaltung sowohl bei Einphasentransformatoren als auch bei Mehrphasentransformatoren Anwendung finden.Of course, the circuit can be used with single-phase transformers as well are used in multi-phase transformers.

Fig. 4 der Zeichnung gibt einen Querschnitt durch einen Mehrphasentransformator wieder, der mit Stufenschaltern gemäß der Erfindung und mit Wendeschaltern zusammengebaut ist. 36 ist der Transformatorkessel, in dem drei einphasige Transformatoreinheiten 42 .liegen. In einem besonderen angebauten Gehäuseteil 46 sind die Stufenschalter und die Wendeschalter angeordnet. Dieser Gehäuseteil besitzt eine vom Transformatorgehäuse unabhängige ölfüllung. Außerdem ist noch eine weitere Gehäusekammer 54 an dem Transformator vorhanden, welche eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Spannung enthält.Fig. 4 of the drawing shows a cross section through a polyphase transformer, assembled with tap changers according to the invention and with reversing switches is. 36 is the transformer tank, in which three single-phase transformer units 42. Lying. In a special built-on housing part 46 are the step switches and the Reversing switch arranged. This housing part has one of the transformer housing independent oil filling. There is also another housing chamber 54 on the transformer present, which contains a device for automatic control of the voltage.

Einzelheiten der Stufenschalter und Wendeschalter sind den Fig. 4 bis 8 zu entnehmen.Details of the step switches and reversing switches can be found in FIGS.

Wie insbesondere aus den Fig. 5 und 7 hervorgeht, werden für die Stufenschalterkontaktet bis E, die mit den Anzapfungen der Transformatorwicklung 14 verbunden sind, vorstehende Metallplatten verwendet. Diese sind auf einer vertikal angeordneten Schiene 56 aus Isoliermaterial befestigt, während die damit in Eingriff stehenden beweglichen Schalterfinger X und F, die an die Enden der Überschal !drosselspule 20 angeschlossen sind, von einer Brücke 58 aus Isoliermaterial getragen werden, die an Haltearmen 60 aufgehängt ist. Diese Haltearme greifen an einer vertikal angeordneten Schrauben- oder Schneckenwelle 62 an, die bei Drehung verursacht, daß die Brücke 58 mit den Stufenwählerkontakten λ", Y aufwärts oder abwärts verschoben wird. Die Welle 62 ist mit zwei voneinander unabhängigen Schraubengängen, versehen, wie es am besten die Fig. 7 bei 85 und 86 zeigt.As can be seen in particular from FIGS. 5 and 7 , protruding metal plates are used for the tap changer contacts to E, which are connected to the taps of the transformer winding 14. These are fastened to a vertically arranged rail 56 made of insulating material, while the movable switch fingers X and F which are in engagement therewith and which are connected to the ends of the supersonic choke coil 20 are carried by a bridge 58 made of insulating material, which are suspended on holding arms 60 is. These holding arms engage a vertically arranged screw or worm shaft 62 which, when rotated, causes the bridge 58 with the tap selector contacts λ ″, Y to be displaced upwards or downwards 7 is best shown at 85 and 86 in FIG.

Der eine der Schraubengänge dient dazu, bei Drehung der Welle in einer bestimmten Richtung die Brücke 58 mit den Tragarmen 60 in die untere, gezeichnete Stellung zu bewegen, in der bei Weiterdrehung der Welle im gleichen Drehsinne die mit dem Gewinde der Welle in Eingriff stehenden Teile der Arme 60 in den zweiten Schraubengang übergehen, so daß die Brücke 58 mit den Tragarmen 60 aufwärts bewegt wird.One of the screw turns is used when the shaft rotates in a certain Direction to move the bridge 58 with the support arms 60 in the lower, drawn position, in which when the shaft continues to rotate in the same direction of rotation are the parts of the arms which are in engagement with the thread of the shaft 60 merge into the second screw thread, so that the bridge 58 with the support arms 60 is moved upwards.

Die Welle 62 kann entweder von Hand oder durch einen Motor 88, wie in Fig. 5 gezeigt ist, angetrieben werden, wobei zwischen dem Motor und der Welle ein Zwischengetriebe verwendet wird. Mit dem zwischen Motor und Schalter angeordneten Getriebe kann auch eine Anzeigevorrichtung 52 gekuppelt sein, welche jederzeit gestattet, zu erkennen, in welcher Stellung sich der Stufenschalter befindet.The shaft 62 can be operated either by hand or by a motor 88, as shown in FIG is driven, with an intermediate gear between the motor and the shaft is used. A display device 52 can also be coupled to the transmission arranged between the motor and the switch which allows you to see the position of the tap changer at any time is located.

Vorzugsweise ist die Regeleinrichtung für den Schalterantrieb so ausgebildet, daß der Stufenschalter nur in den Hauptschaltstellungen stehenbleiben kann.Preferably, the control device for the switch drive is designed so that the The step switch can only remain in the main switch positions.

Die .Steuerung des Motors erfolgt am zweckmäßigsten selbsttätig durch einen spannungsabhängigen Regler.The motor is most appropriately controlled automatically by a voltage-dependent Regulator.

Der Wendeschalter für sämtliche Phasen besitzt für jeden Phasenstromkreis zwei aus leitendem Material bestehende, scheibenförmige Schaltglieder 64 und 66, die auf einer zweiten vertikalen Welle 68 angeordnet sind. Wenn diese Welle in Drehung versetzt wird, bewirkt sie, daß die scheibertförmigen Kontaktglieder 64, 66 entweder gemeinsam oder einzeln für sich Sätze von Kontaktgliedern 70, 71, die auf einer Schiene 72 aus Isoliermaterial befestigt sind, mit den Wendeschalterkontakten /, A', L, M verbinden, die in ähnlicher Weise auf Isoliermaterialschienen 73, 74 befestigt sind, welche voneinander Abstand besitzen. The reversing switch for all phases has two disk-shaped switching elements 64 and 66 which are made of conductive material and are arranged on a second vertical shaft 68 for each phase circuit. When this shaft is set in rotation, it causes the disc-shaped contact members 64, 66, either collectively or individually, sets of contact members 70, 71, which are fastened on a rail 72 of insulating material, to the reversing switch contacts /, A ', L , M , which are fastened in a similar manner to insulating material rails 73, 74 which are spaced from one another.

Die Wendeschalterwelle 68 ist mechanisch mit der erstgenannten Welle 62 durch ein Zwischengetriebe gekuppelt, das, wie mit Deutlichkeit die Fig. 5 und 6 zeigen, aus den Getrieberädern 76 bis 79 besteht.The reversing switch shaft 68 is mechanically connected to the first-mentioned shaft 62 Intermediate gear coupled, which, as clearly shown in FIGS. 5 and 6, from the Gears 76 to 79 consists.

Das Zahnrad 79 ist auf einer Welle 80 montiert, die eine Scheibe 81 mit einem an derenThe gear 79 is mounted on a shaft 80 which has a disc 81 with one another

Umfang befestigten Bolzen oder Triebstock 82 trägt. Dieser Triebstock kann in eine Nut 83 eines scheibenförmigen Teiles 84 eingreifen, der auf der Wendeschalterwelle 68 befestigt ist und dazu dient, die Wendeschalterwelle anzutreiben.Perimeter attached bolt or headstock 82 carries. This headstock can be turned into a Engage groove 83 of a disk-shaped part 84 on the reversing switch shaft 68 is attached and is used to drive the reversing switch shaft.

Die Arbeitsweise des Stufenschalters nach der Erfindung ist am besten an Hand des vereinfachten Schaltbildes der Fig. 9 zu über-The mode of operation of the tap changer according to the invention is best based on the simplified one Circuit diagram of Fig. 9 to be transferred.

ο sehen.ο see.

Die Transformatoranzapfungen, welche in dem Transformatorkessel 36 liegen, und die Schalterteile, die in dem Gehäuseteil 46 untergebracht sind, sind durch isolierte Leiter 90The transformer taps, which are in the transformer tank 36, and the Switch parts housed in the housing part 46 are insulated by conductors 90

verbunden. Es sind also'Schaltverbindungen von den Anzapfungen α bis e zu den Schaltersegmenten A bis B vorhanden. In ähnlicher Weise sind Verbindungsleitungen 91 vorgesehen, welche die Überschaltdrosselspule 20 mit den beweglichen Kontakten X und Y verbinden. Die Leitungen 91 sind an ein Paar von vertikal angeordneten Metallschienen 92, 93 angeschlossen, an welche sich federnde Kontaktfinger 94, 95 anlegen, die mit den Segmenten Z bzw. Y verbunden sind. Die an den Metallschienen 92, 93 gleitenden Kontaktfinger werden mit der Brücke 58 aus Isoliermaterial bewegt. Die scheibenförmigen Teile 64, 66 der Wendeschalter sind mit denzugehörigen Transformatorwicklungen und den Netzleitern durch Leitungen 97 verbunden. Bei der dargestellten Schalterstellung, die der Schaltstufe 5 nach der Schalttabelle in Fig. 2 entspricht, steht der Kontaktfinger 70 mit den beiden Kontaktfingern / und M und der Kontaktfinger 71 mit den Fingern L und K leitend in Verbindung. Bei der Drehung der Welle 68 entgegen dem Uhrzeigersinne wird die Verbindung der Finger K und L unterbrachen, während bei Drehung der Welle im Uhrzeigersinne die Verbindung der Finger M und K unterbrochen wird.tied together. There are therefore circuit connections from the taps α to e to the switch segments A to B. In a similar manner, connecting lines 91 are provided which connect the switching choke coil 20 to the movable contacts X and Y. The lines 91 are connected to a pair of vertically arranged metal rails 92, 93, to which resilient contact fingers 94, 95, which are connected to the segments Z and Y , respectively, rest. The contact fingers sliding on the metal rails 92, 93 are moved with the bridge 58 made of insulating material. The disk-shaped parts 64, 66 of the reversing switches are connected to the associated transformer windings and the mains conductors by lines 97. In the switch position shown, which corresponds to the switching stage 5 according to the switching table in FIG. 2, the contact finger 70 is conductively connected to the two contact fingers / and M and the contact finger 71 to the fingers L and K. When the shaft 68 is rotated counterclockwise, the connection between the fingers K and L is interrupted, while when the shaft is rotated clockwise, the connection between the fingers M and K is interrupted.

In der Schaltstellung 5 befindet sich die Kontaktbrücke 58 gerade in der in Fig. 7 dargestellten untersten Stellung, bei der die Stellung der Wendeschalter dem Schaltbild der Fig. 9 entspricht. Bei Weiterdrehung der Welle 62 im gleichen Sinne wird die Kontaktbrücke 58 mit den Stufenwählerkontakten X₁ Y aufwärts bewegt.In the switching position 5, the contact bridge 58 is currently in the lowest position shown in FIG. 7, in which the position of the reversing switch corresponds to the circuit diagram of FIG. If the shaft 62 continues to rotate in the same direction, the contact bridge 58 with the tap selector contacts X ₁ Y is moved upwards.

Wenn die Drehung der Welle 62 in einer bestimmten Richtung erfolgt, bewegt der Bolzen 82, der von der Welle 80 angetrieben wird, die Scheibe 84 (Malteserkreuz) aus der Mittelstellung. Dadurch wird erreicht, daß die Kontaktscheiben 64 und 66 die Wicklung 14 im Sinne einer Spannungserhöhung einschalten. In ähnlicher Weise verursacht die Drehung der Welle 62 in entgegengesetzter Richtung, daß die Kontaktscheiben 64 und 66 die Anschlüsse der Transformatorwicklung vertauschen, so daß die Spannung der Wicklung 14 der des speisenden Netzes entgegengerichtet ist.When the shaft 62 rotates in a particular direction, the bolt moves 82, which is driven by the shaft 80, moves the disc 84 (Maltese cross) out of the middle position. It is thereby achieved that the contact disks 64 and 66 form the winding 14 Switch on in the sense of a voltage increase. Similarly causes the rotation the shaft 62 in the opposite direction that the contact discs 64 and 66 the Swap the connections of the transformer winding, so that the voltage of the winding 14 that of the feeding network is opposite.

In beiden Fällen findet das Umschalten der Wendeschalter bei der Regelspannung 0 statt, so daß eine Lichtbogenwirkung an den Schalterkontakten ausgeschlossen ist. Wenn dieser Vorgang ausgeführt ist, kommt der Triebstock 82 außer Eingriff mit der Nut 83 in der Scheibe (Malteserkreuz) 84 und kommt damit nicht eher wieder in Berührung, bis der Stufenschalter nahezu in die mittlere Schaltstellung 5 zurückgebracht ist.In both cases, the reversing switch is switched at the control voltage 0 , so that an arc effect on the switch contacts is excluded. When this process has been carried out, the headstock 82 comes out of engagement with the groove 83 in the disc (Maltese cross) 84 and does not come into contact with it again until the tap changer is almost brought back into the middle switch position 5.

Erst in diesem Falle kommt der Triebstock wieder mit der Nut in Eingriff, und bei einer entsprechenden Weiterdrehung der. Welle 62 werden die Wendeschalterkontakte wieder in die in Fig. 9 gezeigte Stellung gebracht, um schließlich bei noch weiterer Bewegung der Welle 62 die Transformatorwicklung umzuschalten. Only in this case does the headstock come into engagement with the groove again, and with one corresponding further rotation of the. Shaft 62, the reversing switch contacts are back in brought the position shown in Fig. 9 to finally with still further movement of the Wave 62 to switch the transformer winding.

Damit der Schaltvorgang in der geschilderten Weise durchgeführt werden kann, muß jeder der Stufenschalterkontakte A bis B eine Länge haben, die etwas größer ist als der Abstand zwischen den zusammenarbeitenden, beweglichen Kontaktgliedern X, Y. Ferner muß der Abstand zwischen zwei festen Kontakten A bis B etwas kleiner sein als der Abstand zwischen den Kontaktgliedern X und Y. Thus, the switching operation in the manner described may be carried out, each of the stages switch contacts A has to B have a length slightly greater than the distance between the co-operating movable contact elements X, Y. Further, it must the distance between two fixed contacts A to B be slightly smaller than the distance between the contact members X and Y.

Claims

Claim:

Step switch for regulating transformers with straight contact path, its movable contacts in the event of a control voltage change from positive to negative voltage maximum the contact path run twice, characterized in that during this switching path of the movable contacts below Avoidance of a reversing gear or a reversing switch for the motor drive, the drive of the tap changer from a known per se, rotating in the same direction spindle with two opposing screw threads takes place and that the drive of the step selector via an inevitably engaging Organ (e.g. Maltese drive) in itself for level selector with circular Contact track actuated a reversing switch in a known manner when the zero value of the control voltage is reached.

For this purpose 2 sheets of drawings