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Title:
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR A LOAD TRANSFER SWITCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/048432
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a circuit for a load transfer switch comprising a regulating winding with a regulating stage (1) whose load current can be conducted via a lower or a higher winding tap (2, 3) and via at least two selector contacts (4, 5) and two permanent contacts (6, 7) with a common terminal lead (8). Switching from the lower to the higher winding tap or vice versa occurs via a first load transfer switch (9), wherein contact (10) is located in the connection of the selector contact (4) to the permanent contact (6) and the contact (11) is placed in the connection of the selector contact (5) to the permanent contact (7). The root contact of the first load transfer switch is connected via a transition resistor (13) and a bridging switch (14) in series to the common terminal lead (8). A second load transfer switch (15) is provided, wherein contact (16) is once again connected to the connection of the selector contact (4) to the permanent contact (6) and contact (17) is connected to the connection of selector contact (5) to permanent contact (7). The root contact (18) of said second load transfer switch (15) is connected to the connection of the transition resistor (13) and the bridging switch (14) by means of a thyristor circuit (19). The thyristor circuit (19) has antiparallel-connected thyristors.

Inventors:
Kalinitchenko, Alexandre (Ro��dengasse 9, V�sendorf, A-2331, AT)
Application Number:
PCT/AT1998/000103
Publication Date:
October 29, 1998
Filing Date:
April 21, 1998
Export Citation:
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Assignee:
ELIN OLTC STUFENSCHALTER F�R TRANSFORMATOREN GMBH (Industriestrasse 2, Gro�-Enzersdorf, A-2301, AT)
Kalinitchenko, Alexandre (Ro��dengasse 9, V�sendorf, A-2331, AT)
International Classes:
H01F29/04; (IPC1-7): H01F29/04
Foreign References:
FR1413424A
EP0009287A1
FR1414373A
Attorney, Agent or Firm:
Krause, Peter (Bahnhofstrasse 45, Windischgarsten, A-4580, AT)
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Description:
SCHALTUNGSANORDNUNG BEI EINEM LASTUMSCHALTER BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung bei einem Lastumschalter eines Stufenschalters zum unterbrechungslosen Umschalten der Regelwicklung eines Transformators, wobei der Laststrom über eine niedere oder höhere Wicklungsanzapfung einer Regelstufe einer Regelwicklung und über eine Verbindung von mindestens zwei Wählerkontakten und zwei Dauerkontakten mit einer gemeinsamen Ableitung führbar ist und für die Umschaltung von der niederen auf die höhere Wicklungsanzapfung oder umgekehrt ein erster Umschalter vorgesehen ist, wobei jeweils einer der beiden Kontakte des ersten Umschalters an die Verbindung eines Wählerkontaktes mit einem Dauerkontakt gelegt ist und der Wurzelkontakt dieses ersten Umschalters über einen Überschaltwiderstand und einen in Serie liegenden Überbrückungsschalter mit der gemeinsamen Ableitung verbunden ist und ein zweiter Umschalter vorgesehen ist, an dessen Wurzelkontakt ein aus antiparallelgeschalteten Thyristoren bestehender Thyristorkreis angeschlossen ist.

Eine derartige Anordnung ist aus der EP 0 375 687 B2 bekannt. Bei dieser Anordnung geht der Laststrom kurzzeitig auf einen Entlastungskreis über, der zwischen dem Wurzelanschlu dieses ersten Umschalters und der gemeinsamen Ableitung angeordnet ist. Dieser Entlastungskreis weist auch einen Thyristorkreis mit antiparallelgeschalteten Thyristoren auf. Darüber hinaus weist der Entlastungskreis einen zweiten Umschalter auf, der mit dem Thyristorkreis in Serie liegt. Von diesem zweiten Umschalter ist der eine Umschaltkontakt direkt und der andere Umschaltkontakt über den Überschaltwiderstand mit dem Wurzelkontakt des ersten Umschalters verbunden.

Nachteilig bei dieser Schaltungsanordnung ist, da der Kontaktabbrand nur beim Ausschalten vermieden wird. Beim Einschalten der Dauerkontakte treten Kontaktprellungen auf, wodurch es kurzzeitig zu Lichtbogenbildungen kommt. Diese Lichtbogenbildungen verursachen einen Abbrand der Kontakte und somit tritt auch eine Verru ung des Öles auf. Es müssen daher zur Gewährleistung eines einwandfreien

Betriebes Kontakte und Öl nach einer bestimmten Schaltzahl gewechselt werden, soda es durch die damit bedingte Abschaltung des Transformators zu Betriebsunterbrechungen kommt.

Bei dem Lastumschalter gema der zitierten EP-PS wird der über die Lastschalterwelle gesteuerte Bewegungsablauf nur in einer Richtung durchgeführt. Die meisten Stufenschaltertypen verwenden jedoch Lastumschalter deren Bewegungsablauf von der Lastumschalterwelle eine hin- und hergehende Bewegung aufweist. Dadurch ist ein weiterer mechanischer Bewegungsumwandler notwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung bei einem Lastumschalter eines Stufenschalters zum unterbrechungslosen Umschalten der Regelwicklung eines Transformators der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet und die die Lebensdauer des Lastumschalters erhöht.

Die Aufgabe wird duch die Erfindung gelöst. Die erfindungsgemä e Schaltungsanordnung bei einem Lastumschalter ist dadurch gekennzeichnet, da die beiden Kontakte dieses zweiten Umschalters ebenfalls jeweils an der Verbindung eines Wählerkontaktes mit einem Dauerkontakt gelegt sind und der Wurzelkontakt dieses zweiten Umschalters über den Thyristorkreis an die Verbindung von Überschaltwiderstand und Überbrückungsschalter gelegt ist.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, beide Bewegungsabläufe ohne zusätzliche Bauteile zu realisieren.

Durch diese erfindungsgemä e Schaltungsanordnung wird der Bauteilaufwand, um ein lichtbogenfreies Schalten von einer Regelstufe zur anderen zu erreichen, nicht erhöht.

Darüber hinaus wird auch der Kontaktabbrand, sowohl beim Einschalten wie auch beim Ausschalten der Dauerkontakte verhindert.

Durch die Erfindung ist ein weitestgehend wartungsfreier Lastumschalter für Stufenschalter gegeben.

Unter Zugrundelegung der üblichen Überschaltzeit können die beim bekannten Lastumschalter verwendeten mechanischen Schaltelemente sowie die Überschaltwiderstände verwendet werden. Auch nur eine Zündvorrichtung für die Thyristoren ist erforderlich.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert.Fig. 1 zeigt die Schaltungsanordnung bei einem Lastumschalter und die Fig. 2, 3 und 4 die zugehörigen Ablaufdiagramme.

Die Fig. 1 zeigt eine Regel stufe 1 einer Regelwicklung, deren Laststrom über eine niedere oder höhere Wicklungsanzapfung 2, 3 und über mindestens zwei Wählerkontakte 4, 5 und zwei Dauerkontakte 6, 7 einer gemeinsamen Ableitung 8 zuführbar ist. Die Umschaltung von der niederen auf die höhere Wicklungsanzapfung oder umgekehrt erfolgt über einen ersten Umschalter 9. Dieser Umschalter 9 weist zwei Kontakte 10, 11 für die Umschaltung und einen Wurzelkontakt 12 auf. Der Kontakt 10 des Umschalters 9 ist an die Verbindung des Wählerkontaktes 4 mit dem Dauerkontakt 6 und der Kontakt 11 ist an die Verbindung des Wählerkontaktes 5 mit dem Dauerkontakt 7 gelegt. Der Wurzelkontakt 12 des ersten Umschalters 9 ist über einen Überschaltwiderstand 13 und einen in Serie liegenden Überbrückungsschalter 14 mit der gemeinsamen Ableitung 8 verbunden. Ferner ist ein zweiter Umschalter 15 vorgesehen, der zwei Kontakte 16, 17 für die Umschaltung und einen Wurzelkontakt 18 aufweist. Der Kontakt 16 dieses Umschalters 15 ist wieder mit der Verbindung des Wählerkontaktes 4 mit dem Dauerkontakt 6 und der Kontakt 17 ist mit der Verbindung des Wählerkontaktes 5 mit dem Dauerkontakt 7 verbunden. Der Wurzelkontakt 18 dieses zweiten Umschalters 15 ist über einen Thyristorkreis 19 an die Verbindung von Überschaltwiderstand 13 und Überbrückungsschalter 14 gelegt. Der Thyristorkreis 19 weist antiparallelgeschaltete Thyristoren auf.

Gemä der Fig. 2 wird mittels eines Ablaufdiagrammes die Umschaltung von einer Stufenanzapfung auf eine andere Stufenanzapfung der Regelstufe 1 einer Regel wicklung in Schritten beschrieben. Die linksseitigen Bezeichnungen in Fig. 2 entsprechen den Schaltern bzw. Thyristoren und Kontakten in Fig. 1.

Nachstehend wird folgende Umschaltung beschrieben: Ausgangszustand: Dauerkontakt 6 geschlossen, Dauerkontakt 7 offen, Endzustand: Dauerkontakt 6 offen, Dauerkontakt 7 geschlossen.

Intervalle: A: Wählerkontakte 4, 5 und Dauerkontakt 6 geschlossen; Dauerkontakt 7 und Überbrückungsschalter 14 offen; Thyristoren 19 nicht gezündet; Umschalter 15 verbindet Kontakt 16 mit Wurzelkontakt 18; Umschalter 9 verbindet Kontakt 10 mit Wurzelkontakt 12; Laststrom flie t über Wicklungsanzapfung 2 sowie über Wähler- 4 und Dauerkontakt 6 zur gemeinsamen Ableitung 8; B: die Thyristoren des Thyristerkreises 19 sind gezündet; C: der Überbrückungskontakt 14 wird abbrandfrei geschlossen (parallel zu diesem Überbrückungskontakt 14 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 16 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Dauerkontakt 6 gegeben) D: der Dauerkontakt 6 öffnet abbrandfrei (parallel zu diesem Dauerkontakt 6 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 16 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Überbrückungskontakt 14 gegeben); Laststrom flie t über Umschalter 15, Thyristorkreis 19 und Überbrückungsschalter 14;

E: Thyristorkreis 19 wird nicht mehr gezündet und führt den Laststrom nur bis zum nächsten Nulldurchgang; danach flie t der Laststrom über Umschalter 9, Überschaltwiderstand 13 und Überbrückungsschalter 14; F: Umschalter 15 schaltet stromlos von Kontakt 16 auf Kontakt 17; G: Thyristorkreis 19 wird gezündet; dadurch entsteht ein Ausgleichstrom der über Wählerkontakt 4, Umschalter 9, Überschaltwiderstand 13, Thyristorkreis 19, Umschalter 15 zum Wählerkontakt 5 flie t; H: Dauerkontakt 7 wird abbrandfrei geschlossen (parallel zu diesem Dauerkontakt 7 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 17 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Uberbrückungskontakt 14 gegeben); der Kreis: Thyristorkreis 19, Umschalter 15, Dauerkontakt 7 und Überbrückungsschalter 14 hat praktisch äquivalentes Potential (der Spannungsabfall zwischen beliebigen Punkten in diesem Kreis ist sehr klein); I: Überbrückungsschalter 14 öffnet abbrandfrei (parallel zu diesem Überbrückungskontakt 14 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 17 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Dauerkontakt 7 gegeben); der Laststrom flie t über den Dauerkontakt 7; J: Thyristor wird nicht mehr gezündet; und führt den Ausgleichsstrom nur bis zum nächsten Nulldurchgang; K: der Umschalter 9 ändert stromlos die Kontaktstellung vom Kontakt 10 auf den Kontakt 11.

Bei einem Bewegungsablauf in einer Richtung wird obiger Ablauf sinngemä bei nächsten Umschaltung von A bis K wiederholt (Ausgangszustand: Dauerkontakt 7 geschlossen, Dauerkontakt 6 offen, Endzustand: Dauerkontakt 7 offen, Dauerkontakt 6 geschlossen).

Bei einem hin- und hergehenden Bewegungsablauf wird bei der nächsten Umschaltung der Ablauf von K bis A durchlaufen. Nachstehend wird folgende Umschaltung beschrieben: Ausgangszustand: Dauerkontakt 7 geschlossen, Dauerkontakt 6 offen, Endzustand: Dauerkontakt 7 offen, Dauerkontakt 6 geschlossen.

K: Wählerkontakte 4, 5 und Dauerkontakt 7 geschlossen; Dauerkontakt 6 und Überbrückungsschalter 14 offen; Thyristoren 19 nicht gezündet; Umschalter 15 verbindet Kontakt 17 mit Wurzelkontakt 18; Umschalter 9 verbindet Kontakt 11 mit Wurzelkontakt 12; Laststrom flie t über Wicklungsanzapfung 3 sowie über Wähler- 5 und Dauerkontakt 7 zur gemeinsamen Ableitung 8; J: Umschalter 9 ändert stromlos seine Schaltstellung vom Kontakt 11 auf den Kontakt 10; I: die Thyristoren des Thyristerkreises 19 sind gezündet; dadurch entsteht ein Aus gleichstrom der über Wählerkontakt 4, Umschalter 9, Überschaltwiderstand 13, Thyristorkreis 19, Umschalter 15 zum Wählerkontakt 5 flie t; der Spannungsabfall am offenen Überbrückungskontakt 14 ist sehr klein; H: der Überbrückungskontakt 14 wird abbrandfrei geschlossen (parallel zu diesem Überbrückungskontakt 14 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 17 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Dauerkontakt 7 gegeben); der Kreis: Thyristorkreis 19, Umschalter 15, Dauerkontakt 7 und Überbrückungsschalter 14 hat praktisch äquivalentes Potential (der Spannungsabfall zwischen beliebigen Punkten in diesem Kreis ist sehr klein);

G: der Dauerkontakt 7 öffnet abbrandfrei (parallel zu diesem Dauerkontakt 7 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 17 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Überbrückungskontakt 14 gegeben); Laststrom flie t über Umschalter 15, Thyristorkreis 19 und Überbrückungsschalter 14; F: Thyristorkreis 19 wird nicht mehr gezündet; und führt den Strom nur bis zum nächsten Nulldurchgang; Laststrom flie t über Wählerkontakt 4, Umschalter 9, Überschaltwiderstand 13 und Überbrückungsschalter 14; E: Umschalter 15 ändert stromlos seine Schaltstellung von Kontakt 17 auf Kontakt 16; D: Thyristorkreis 19 wird gezündet und übernimmt den Laststrom; der Spannungsabfall am offenen Dauerkontakt 6 ist sehr klein; C: Dauerkontakt 6 wird abbrandfrei geschlossen (parallel zu diesem Dauerkontakt 6 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 16 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Überbrückungskontakt 14 gegeben); B: der Überbrückungsschalter 14 öffnet abbrandfrei (parallel zu diesem Überbrückungskontakt 14 ist der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, Kontakt 17 mit Wurzelkontakt 18 geschlossen, geschlossener Dauerkontakt 7 gegeben); A: der Thyristorkreis wird nicht mehr gezündet; Bei einer Vorgabe einer hin- und hergehenden Bewegung durch die Lastschalterwelle und bei einem Ablauf der Schritte A bis K ändert der Umschalter 9 seinen Zustand am Ende des Umschaltprozesses. Bei einem Ablauf der Schritte K bis A ändert der Umschalter 9 seinen Zustand am Anfang des Umschaltprozesses.

Sowohl durch die Zustandsänderung des Umschalters 9 am Anfang als auch am Ende des Umschaltprozesses werden die Stromflüsse im Lastschalter nicht verändert.

Gemä der Fig. 3 wird mittels eines Ablaufdiagrammes die Umschaltung von einer Stufenanzapfung auf eine andere Stufenanzapfung der Regelstufe 1 einer Regel wicklung in Schritten beschrieben. Die linksseitigen Bezeichnungen in Fig. 3 entsprechen den Schaltern bzw. Thyristoren und Kontakten in Fig. 1.

Der Unterschied zu den oben aufgezeigten Abläufen liegt darin, da der Umschalter 9 seine Schalterstellung nur am Ende des Umschaltprozesses ändert und zwar für beide Bewegungsabläufe, also sowohl für die Vorgabe der Bewegung in einer Richtung als auch für eine hin- und hergehende Bewegung, die von der Lastumschalterwelle abgeleitet wird. Jeder Umschaltprozess im Lastumschalter ist sinngemä dem Ablauf A bis K gemä der Fig. 2.

Gemä der Fig. 4 wird mittels eines Ablaufdiagrammes die Umschaltung von einer Stufenanzapfung auf eine andere Stufenanzapfung der Regel stufe 1 einer Regelwicklung in Schritten beschrieben. Die linksseitigen Bezeichnungen in Fig. 4 entsprechen den Schaltern bzw. Thyristoren und Kontakten in Fig. 1.

Der Unterschied zu den oben aufgezeigten Abläufen liegt darin, da der Umschalter 9 seine Schalterstellung nur am Anfang des Umschaltprozesses ändert und zwar für beide Bewegungsabläufe, also sowohl für die Vorgabe der Bewegung in einer Richtung als auch für eine hin- und hergehende Bewegung, die von der Lastumschalterwelle abgeleitet wird. Jeder Umschaltprozess im Lastumschalter ist sinngemä dem Ablauf K bis A gemä der Fig. 2.

Wie oben aufgezeigt, erfolgt sowohl das Ein- als auch das Ausschalten der Dauerkontakte 6 bzw. 7 abbrandfrei, da zum Schaltzeitpunkt immer der Schutzkreis: Überbrückungsschalter 14 geschlossen, Thyristorkreis 19 gezündet, Umschalter 15 entsprechend geschlossen, gegeben ist. Ebenso erfolgt das Öffnen und Schlie en des Überbrückungsschalter 14 abbrandfrei, da zum Schaltzeitpunkt der Schutzkreis: gezündeter Thyristorkreis 19, entsprechend geschlossener Umschalter 15, und entsprechend geschlossener Dauerkontakt 6 bzw. 7 gegeben ist. Die Umschaltung der Umschalter 9 bzw. 15 erfolgt stromlos, da zu diesem Zeitpunkt der Thyristorkreis 19

nicht gezündet und leitend ist. Der Kontaktabbrand wird sowohl beim Einschalten wie auch beim Ausschalten aller Kontakte verhindert.

Bezugszeichenliste 1 Regelstufe 2 Wicklungsanzapfung 3 Wicklungsanzapfung 4 Wählerkontakt 5 Wählerkontakt 6 Dauerkontakt 7 Dauerkontakt 8 Ableitung 9 Umschalter 10 Kontakt 11 Kontakt 12 Wurzelkontakt 13 Überschaltwiderstand 14 Überbrückungsschalter 15 Kontakt 16 Kontakt 17 Kontakt 18 Wurzelkontakt 19 Thyristorkreis