NO138970B - Belastningsomkopler for trinntransformator - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en belastningsomkopler for trinntransformator med to belastningsgrenensom liver inneholder en permanent kontakt og hvis ikke strømførende belastningsgren er frakoppelbar véd hjelp av en skillekontakt, hvor det er anordnet en ekstra strømgren som ved hjelp av en synkronomkopler til enhver tid ligger parallelt med "den strømførende belastningsgren, og hvor brytning og slutning av synkronomkopleren ligger i to efterhverandre følgende halvbølger. •

En slik belastningsomkopler er k^ent fra tysk patentskrift nr. 885.282, men den nødvendiggjør en såkalt nullpunkt-bryter, hvor altså kont-aktatskillelsen skjer nøyaktig ved nullgjennomgangen. En slik bryter er som følge av stor presisjon vanskelig og kostbar å fremstille og har av den grunn fått liten anvendelse.

Det er videre kjent fra ETZ-A, bind 86, 1965, hefte

15, side 494-500, å erstatte lysbuefattige eller- frie brytere med seriekoplede eller parallelkoplede styrbare halvladere.

Disse krever imidlertid likeledes enten synkronomkDplere som arbeider med stor presisjon, eller det oppnås bare delvis av-lastning av lysbuekontaktene ved parallelt liggende halvledere.

Era "Neues aus der Technik" 1961, nr. 7, side 1-2, er

det også kjent en belastningsomkopler for trinntransformator hvor den kontakt som' skål kople om.fra ett trinn til et andre,"

med stor presisjon og hurtighet må kople om i én halvbølge og all-tid i den halvbølge i isvilken den parallelt med den permanente kontakt liggende halvleder kan overta strømføringen.

Fra tysk patentskrift nr. 1.638.478 er det kjent for lysbuefri omkopling av trinnene i en trinntransformator, en anordning hvor det for begge belastningsgrener anvendes to tyristorer, men denne løsning er ikke helt tilfredsstillende fordi en trinnkortslutning via en prellefri kontakt først må innledes for tenning resp. sperring av de i belastningsgrenen antiparallelt liggende tyristorer, hvilket krever meget utstyr for styringen av tyristorene og deres omkopling fra den ene belastningsgren til den andre. Den er på ingen måte ideal fordi det for omkoplingen først må innledes en trinnkortslutning.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en videreutvikling av en belastningsomkopler av den innlednings-vis nevnte art hvor det for betjeningen av omkopleren, altså for den synkrone koplingsoperasjon, står et større tidsinter-vall til rådighet, slik at omkopleren kan utføres enklere.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det parallelt med hver permanent kontakt er anordnet en ved hjelp av en tennanordning styrbar tyristor, at tyristorene i de to strøm-grener har motsatt passeringsretning, at tennanordningen i tyristor som ligger parallelt med synkronomkoplerens sluttende strømgren, ved begynnelsen en halvbølge svarende til tyristorens passeringsretring avgir en tennpuls, at tennanordningen samtidig innleder synkronomkoplerens omkoplingsoperasjon, og at tennanordningen ved begynnelsen av den efterfølgende halvbølge gir den andre tyristor en tennpuls. På denne måte kan det anvendes en synkronomkopler som styres av to efterhverandre følgende halvperioder og derved oppnås en forenkling. Videre er det for hver belastningsgren bare nødvendig med én styrbar halvleder resp. én gruppe seriekoplede styrbare halvledere, slik at antallet halvledere blir mindre enn ved tidligere anordninger. Da tyristorene er belastet høyst i hver halvbølge, kan belastningen av disse økes.

På særlig fordelaktig måte kan det da i den ytterligere strømgren anordnes antiparallelt koplede dioder, slik at den elektriske motstand i den ytterligere strømgren kan tilpasses mot-standen i vedkommende tyristorgren slik at det oppnås en bedre kommutering av strømmen fra den ytterligere strømgren til tyristor-grenen, og ved anvendelse av en spenningsprøvetakningsinnretning for pulsutløsningen i synkronomkopleren og for tenning av vedkommende tyristor. For bedrekommutering kan man også ved kopling av større energi utforme kontaktene i den synkront betjente omkopler slik at hver av de to kontakter har to fra hverandre isolerte deler. Derved blir da en diode koplet inn med den lengre i berøring holdte kontaktdel. I dette tilfellet må imidlertid synkronomkopleren få den for omkoplingen nødvendige puls ca. 3 - 4 millisekunder tidligere .

En ytterligere særlig fordelaktig konstruktiv anordning for den nye belastningsomkopler oppnås når tyristorene, diodene og omkopleren er utformet som en belastningsomkoplingsenhet som er dreibart anordnet langs sylinderomkretsen i et sylindrisk hus, som med belastningsavledningen glir på en i sylinderen sittende kontakt-ring, og som har tre i avstand ved siden av hverandre liggende glidekontakter som ved dreining av belastningsomkoplingsenheten glir langs de på sylinderomkretsen anordnede langstrakte trinnkontakter idet de to ytre glidekontakter på enhtten er utformet som skillekontakter og den midtre glidekontakt er utformet som permanentkontakt, og i hver driftsstilling ligger alle tre glidekontakter an mot en trinnkontakt.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et koplingsskjema for en belastningsomkopler ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser strømforløpet for belastningsomkopleren'

som funksjon av tiden.

Fig. 3 viser skjematisk en belastningsomkoplingsenhet i et sylindrisk hus, idet det sylindriske hus er vist utbrettet.

Fig. 4 viser en detalj ved belastningsomkopleren på

fig. 3 med en anordning for tvangsvis betjening av omkopleren.

Som det fremgår av fig. 1 består belastningsomkopleren hovedsakelig av de to belastningsgrener A og B som via hver sin trinnkontakt I, II er forbundet med avledningen Y resp. kan forbindes med denne. Hver belastningsgren A resp. B består av en parallellkopling av en tyristor Tl resp. T2 og en strømavlastende permanent kontakt 1 resp. 2 og kan ved hjelp av en skillekontakt 3 resp. 4 skilles fra trinnkontakten I,II. Mellom de to belastningsgrener A og B ligger en ytterligere strømgren C som ved hjelp av en synkronomkopler U vekselvis kan forbindes parallelt med den ene eller den andre belastningsgren A resp. B.

Virkemåten for belastningsomkopleren er som det fremgår av fig. 2 følgende: Fra den på fig. 1 viste stilling er skillekontakten 3 og den permanente kontakt 1 sluttet og den ytterligere strømgren C er via synkronomkoplerens kontakt 5 parallellforbundet med belastningsgrenen A. For omkopling må først den permanente kontakt 1 brytes (se fig. 2) slik at strømmen kommuteres av den ytterligere strømgren C. For ytterligere forberedelse av den egentlige be-lastningsomkopling blir så skillekontakten 4 i belastningsgrenen B sluttet. Deretter blir ved hjelp av spenningsprøvetakningsinnret-ningen St sam ligger parallelt med diodene Dl og D2, strømnull-gjennomgangen bestemt ved hvilken tyristoren Tl kan overta strøm-føringen, og tyristoren Tl får en tenningspuls. Samtidig blir en omkoplingspuls tilført synkronomkopleren U, hvilket fortrinnsvis skjer ved utladning av en kondensator slik at elektromagneten S betjener omkopleren U. Omkopleren U bringer koplingskontakten fra • kontakten 5 idet det fremdeles i den ytterligere strømgren C flyter en delstrøm til den nå ledende tyristor Tl. Tenningen av tyristoren Tl har videre tvangsvis til følge sperringen av denne tyristor ved den neste nullgjennomgang og tenning av tyristoren T2 i den andre belastningsgren B, slik at strømmen i nullgjennomgangen veksler fra tyristoren Tl til tyristoren T2 og kopler om belastningen også fra trinnkontanten I til trinnkontakten II. I mellomtiden er omkopleren U svinget så meget at i samme strømhalvbølge i hvilken tyristoren T2 overtar strømmen kommer til anlegg mot kontakten 6, slik at be-lastningsstrømmen straks kan overtas av den ytterligere strømgren C. Noen halvbølger senere brytes skillekontakten 3 (se fig. 2), slik at den opprinnelig strømførende belastningsgren A også spennings-messig avlastes. Sluttelig sluttes den permanente kontakt 2 og dermed er omkoplingsforløpet avsluttet.

Den ovenfor beskrevne belastningsomkopler kan som

vist på fig. 3 sammenfattes til en belastningsomkoplingsenhet LU

som er anordnet dreibar i et sylindrisk hus som på fig. 3 er vist utbrettet. Sylinderveggen Z bærer en ringformet slepekontakt 7 langs hvilken belastningsavledningen Y for belastningsomkoplingsenheten stadig glir ved dreining av denne. Sylinderveggen har videre langs omkretsen langstrakt utformede trinnkontakter I,II,III,IV som er forbundet med transformatorens uttak, langs hvilke skillekontakten eller permanentkontaktene i form av glidekontakter 1,3S4

kan gli ved dreining av belastningsomkoplingsenheten. De ved siden av hverandre liggende glidekontakter 1, 3,^ er utformet slik at de to ytre 3 og h virker som skillekontakter mens den midtre glidekontakt 1 virker som permanentkontakt og i den viste driftsstilling ligger alle tre glidekontakter an mot en og samme trinnkontakt II. Hvis det så skal omkoples til neste trinn, f.eks. trinnkontakten III, så dreies belastningsomkoplingsenreten i pilretningen langs sylinderveggen Z. Derved forlater først glidekontakten 4 trinnkontakten II og kommer til anleggn<p>t trinnkontakten III. I midtstilling mens altså den permanente kontakt 1 befinner seg mellom de to trinnkontakter II og III, blir som beskrevet under henvisning til fig. 1, omkoplingen av belastningen fra trinnkontakt II til trinnkontakt III foretatt. For oversiktens skyld er spenningsprøvetakningsinnret-ningen St ikke vist på fig. 3 , men den virker på samme måte som beskrevet under henvisning til fig. 1, dvs. at den fastslår egnet strømnullgjennomgang for tenning av tyristoren Tl og det avgis en puls til omkopleren U, slik at omkopleren i en strømhalvbølge da tyristoren Tl overtar strømmen, løftes fra kontakten 5 og i den følgende strømnullgjennomgang veksler fra tyristoren Tl til tyristoren T2, altså fra trinnkontakten II til trinnkontakten III.

I denne strømhalvbølge overtar også tyristoren T2 strømmen og omkopleren U kommer til anlegg mot kontakten 6, slik at belastnings-strømmen straks overtas igjen av strømgrenen C. I mellomtiden fortsetter også dreiebevegelsen av belastningsomkoplingsenheteni slik at glidekontakten 1 og sluttelig også glidekontakten 3 kommer til anlegg mot trinnkontakten III. Driften av dreiebevegelsen av belastningsomkoplingsenheten kan skje på vanlig måte ved■kraftlag-ringsdrift. Den jevne overgang fra en trinnkontakt til den neste skjer imidlertid så langsomt at den elektronisk styrte belastnings-

omkopling kan skje med sikkerhet på riktig tidspunkt.

Omkopleren U er dessuten forsynt med en mekanisk om-koplingsinnretning som vist på fig. 4 og denne har til oppgave å sørge for at omkopleren inntar riktig utgangsstilling umiddelbart før hver omkopling. Dessuten kan i tilfelle av en strømløs omkopling når f.eks. transformatoren ikke står under spenning, omkoplingen avsluttes automatisk. Den mekaniske omkoplingsinnret-ning består av på sylinderveggen Z anordnede styrekammer 8 mot hvilke omkopleren kommer til anlegg med en styrekurve 9 ved dreining av belastningsomkoplingsenheten, slik at det skjer en tvangsvis betjening til den andre koplingsstilling.

Claims (2)

1. Belastningsomkopler for trinntransformator med to belastningsgrener som hver inneholder en permanent kontakt hvor den ikke-strømførende belastningsgren er frakoppelbar ved hjelp av en skillekontakt, og hvor det er anordnet en ekstra strømgren som ved hjelp av en synkronomkopler til enhver tid ligger parallelt med den strømførende belastningsgren, og hvor brytning og slutning av synkronomkopleren ligger i to etterhverandre følgende halvbølger, karakterisert ved at det parallelt-med hver permanent kontakt (1,2) er anordnet en ved hjelp av en tennanordning (St) styrbar tyristor (T1,T2), at tyristorene i de to strømgrener har motsatt passeringsretning, at tennanordningen i tyristor (f.eks. Tl) som ligger parallelt med synkronomkoplerens (U) sluttede strømgren, ved begynnelsen en halvbølge svarende til tyristorens passeringsretning avgir en tennpuls, at tennanordningen samtidig innleder synkronomkoplerens omkoplingsoperasjon, og at tennanordningen ved begynnelsen av den etter-følgende halvbølge gir den andre tyristor (f.eks. T2) en tennpuls.

2. Belastningsomkopler ifølge krav 1, karakterisert ved at den ekstra strømgren (C) inneholder antiparallelt koplede dioder (D1,D2) med hvilke tennanordningens inngang ligger parallelt.