DE1276191B

DE1276191B - Step switching device for regulating transformers

Info

Publication number: DE1276191B
Application number: DEM58232A
Authority: DE
Inventors: Alexander Bleibtreu
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1963-09-18
Filing date: 1963-09-18
Publication date: 1968-08-29
Also published as: CH413099A; BE653248A; GB1051945A; NL123189C; FR1405009A; NL6410560A; AT243936B; US3366750A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

HOIfHOIf

Deutsche KL: 21 d2-53/03 German KL: 21 d2- 53/03

Nummer: 1276191Number: 1276191

Aktenzeichen: P 12 76 191.0-32 (M 58232)File number: P 12 76 191.0-32 (M 58232)

Anmeldetag: 18. September 1963Filing date: September 18, 1963

Auslegetag: 29. August 1968Opening day: August 29, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stufenschalteinrichtung für Regeltransformatoren mit einem zentrisch innerhalb des Stufenwählers angeordneten dreiphasigen Lastumschalter, bei der Lastumschalter und Stufenwähler der einzelnen Phasen mit gleichem Spannungspotential in einer Ebene liegen, die Wählerkontakte auf kreisförmig und zentrisch zum Lastumschalter angeordneten Stäben befestigt sind und zwischen den feststehenden Wählerkontakten und den um das Gehäuse des Lastumschalters liegenden festen Kontaktringen stets radial stehende Schaltbrücken bewegbar sind, die abwechselnd einmal die geradzahligen, das andere Mal die ungeradzahligen Wählerkontakte der einzelnen Phasen umschalten.The invention relates to a tap changer for regulating transformers with a three-phase diverter switch arranged centrally within the tap selector, with the diverter switch and tap selector of the individual phases with the same voltage potential are in a plane that Selector contacts are attached to circular and centric to the diverter switch arranged bars and between the fixed selector contacts and those lying around the housing of the diverter switch fixed contact rings always radially standing bridges are movable, which alternately once the the even-numbered, the other time the odd-numbered selector contacts of the individual phases.

Es ist bereits eine Stufenschalteinrichtung für Regeltransformatoren in Sternschaltung bekanntgeworden, bei der ebenfalls der Lastumschalter innerhalb des Stufenwählers angeordnet ist. Hierbei wird der Wähler durch Zwischenkontakte, die auf einem drehbaren Isolierzylinder liegen, umgeschaltet. Die Anordnung der Kontakte am Wähler ist jedoch hinsichtlich der Spannungsfestigkeit sehr ungünstig, weshalb solche Stufenschalter nur für geringe Stufenspannungen und hauptsächlich für Transformatoren in Sternschaltung eingesetzt werden können.A step switching device for regulating transformers in star connection has already become known, in which the diverter switch is also arranged within the tap selector. Here the selector is switched by means of intermediate contacts on a rotatable insulating cylinder. However, the arrangement of the contacts on the selector is very unfavorable in terms of dielectric strength, which is why such tap changers only for low tap voltages and mainly for transformers can be used in star connection.

Weiterhin ist für Regeltransformatoren in Spar-, Dreieck- oder Mittenschaltung eine Stufenschalteinrichtung bekannt, bei der die Lastumschalter und die Stufenwähler der einzelnen Phasen untereinander und dabei jeweils der Lastumschalter mit dem Stufenwähler jeder Phase in einer Ebene eng nebeneinander angeordnet sind. Bei dieser Stufenschalteinrichtung sind zwar die Spannungsverhältnisse im Wähler sehr günstig, doch beansprucht der Wähler neben dem Lastumschalter eine entsprechend breite Transformatorkonstruktion, die nicht in jedem Fall gegeben ist. Außerdem wird das Getriebe zum Antrieb des Wählers kompliziert.Furthermore, a step switching device is available for regulating transformers in economy, delta or center connection known, in which the diverter switch and the tap selector of the individual phases with each other and the diverter switch with the tap selector for each phase in one level close to one another are arranged. In this tap changer, the voltage ratios are in Voter very cheap, but besides the diverter switch, the voter demands a correspondingly wide range Transformer construction, which is not always given. In addition, the transmission becomes a drive of the voter complicated.

Bei Stufenwählern allgemeiner Art ist es auch bekannt, die Wählerkontakte auf kreisförmig und zentrisch zum Lastumschalter angeordneten Stäben zu befestigen und zwischen den feststehenden Wählerkontakten und den um das Gehäuse des Lastumschalters liegenden festen Kontaktringen stets radial stehende Schaltbrücken bewegbar anzuordnen, die abwechselnd einmal die geradzahligen, das andere Mal die ungeradzahligen Wählerkontakte der einzelnen Phasen umschalten. Derartige Stufenwähler wurden auch schon mit Kontaktbrücken verwendet, die mittels eines an einem Isolierring vorgesehenen Steg geführt werden, wobei der Isolierring in einer ringsum laufenden Nut des Kontaktringes gleitet.In the case of step-by-step selectors of a general type, it is also known to set the selector contacts in a circular and centric manner to attach the bars arranged to the diverter switch and between the fixed selector contacts and the fixed contact rings lying around the housing of the diverter switch always radially to arrange standing jumpers movable, alternating the even-numbered ones, the other Switch over the odd-numbered selector contacts of the individual phases. Such level selectors have also been used with contact bridges, which are provided by means of a on an insulating ring Web are guided, wherein the insulating ring slides in a groove running all around the contact ring.

Stufenschalteinrichtung für RegeltransformatorenStep switching device for regulating transformers

Anmelder:Applicant:

Maschinenfabrik Reinhausen
Gebrüder Scheubeck K. G.,
8400 Regensburg, Falkensteinstr. 8Reinhausen machine factory
Gebrüder Scheubeck KG,
8400 Regensburg, Falkensteinstr. 8th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Alexander Bleibtreu, 8400 RegensburgAlexander Bleibtreu, 8400 Regensburg

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Stufenschalteinrichtung für Regeltransformatoren zu schaffen, die für entsprechend hohe Phasen- und Stufenspannungen geeignet ist und bequem in Großtransformatoren eingebaut werden kann. Dabei soll der Lastumschalter zentrisch innerhalb des Stufenwählers und die einzelnen Phasen des Lastumschalters und des Stufenwählers in einer Ebene liegend angeordnet sein.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Stufenschalteinrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch, daß die Schaltbrücken von zwei diametral gegenüberliegenden Schaltwellen, die abwechselnd mittels Malteser- und Zahnradgetriebe auf einem Kreis bewegbar sind, angetrieben und auf Stegen von in Nuten der festen Kontaktringe geführten Isolierringen befestigt sind und daß die Schaltwellen in diesen Stegen drehbar gelagert sind. Zweckmäßig sind die beiden Schaltwellen an ihrem oberen Ende mit je einem Malteserrad versehen, in dessen Rollenschlitze ein auf einem zentral liegenden Antriebszahnrad angeordneter Mitnehmerbolzen abwechselnd eingreift. Weiterhin besitzen die beiden Schaltwellen in vorteilhafter Weise an ihren oberen und unteren Enden je ein Zahnritzel, welche sich in den Innenzahnkränzen zweier außenliegender feststehender Zahnräder zwangläufig abwälzen.The object of the invention is to create a step switching device for regulating transformers which is suitable for correspondingly high phase and step voltages and which can be conveniently installed in large transformers. The diverter switch should be arranged centrally within the tap selector and the individual phases of the diverter switch and the tap selector lying in one plane.
This object is achieved in a tap changer of the type mentioned according to the invention in that the switching bridges are driven by two diametrically opposed switching shafts, which are alternately movable in a circle by means of Geneva and toothed gears, and on webs of insulating rings guided in grooves in the fixed contact rings are attached and that the switching shafts are rotatably mounted in these webs. The two selector shafts are expediently provided at their upper end with a Geneva wheel, in whose roller slots a driving pin arranged on a centrally located drive gear engages alternately. Furthermore, the two switching shafts advantageously each have a pinion at their upper and lower ends, which inevitably roll in the inner ring gears of two external stationary gears.

Die Stufenschalteinrichtung ist mit besonders großem Vorteil für Regeltransformatoren in Spar-, Dreieck- oder Mittenschaltung verwendbar.The tap changer is particularly advantageous for regulating transformers in economy, Delta or center connection can be used.

Durch diese Anordnung der Stufenschalteinrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß die günstigen Spannungsverhältnisse der an sich bekannten Wählerkonstruktion mit der platzmäßig hauptsächlich für Dreieckschalter günstigen Bauform (Lastumschalter innen, Stufenwähler außen) verbunden werden kann, so daß es möglich ist, Stufenschalter in dieser Ausführung für alle Spannungen herzustel-By this arrangement of the tap changer according to the invention it is achieved that the favorable The tension between the voter construction, which is known per se, and mainly in terms of space for triangular switch favorable design (diverter switch inside, step selector outside) connected so that it is possible to manufacture step switches in this design for all voltages.

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len. Außerdem ist das Schalten des Stufenwählers durch die sich abwälzenden Schaltwellen sehr leicht und bedarf nur verhältnismäßig geringer Kräfte, so daß das entsprechende Malteser- und Zahnradgetriebe einfach und platzsparend ausgebildet werden kann. Besonders das Zahnradgetriebe gewährleistet zudem noch ein genaues Auflaufen und Schalten der Schaltbrücken und vermeidet dadurch jede Fehlschaltung. Die drehbare Lagerung der Schaltwellen in den Trägem der Schaltbrücken erleichtert zusätzlich den Umschaltvorgang, während das Führen der Isolierringe in Nuten der festen Kontaktringe das genaue Auflaufen der Kontakte unterstützt. Dadurch ist es möglich, die Lastumschalter und Stufenwähler der einzelnen Phasen, zwischen denen bei Dreieckschaltern die volle Phasenspannung liegt, weit auseinanderliegend anzuordnen, so daß diese Stufenschalter nach der Erfindung für besonders hohe Spannungen geeignet sind.len. In addition, switching the tap selector is very easy due to the rolling switching shafts and requires only relatively small forces, so that the corresponding Geneva and gear transmission can be designed simply and space-saving. The gear transmission in particular also ensures Accurate opening and switching of the switching bridges, thereby avoiding any incorrect switching. The rotatable mounting of the switching shafts in the carrier of the switching bridges also facilitates the Switching process while guiding the insulating rings in grooves of the fixed contact rings the exact Supported emergence of contacts. This makes it possible to switch the diverter switch and tap selector to the individual phases, between which the full phase voltage is in delta switches, are far apart to be arranged so that this tap changer according to the invention is suitable for particularly high voltages are.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der so Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Stufenschalteinrichtung mit schematischer Darstellung des Lastumschalters und der Kontakte,F i g. 1 shows a longitudinal section through the tap changer with a schematic representation of the diverter switch and the contacts,

F i g. 2 eine Ansicht von oben auf den Stufenwähler mit abgenommenem Deckel,F i g. 2 a view from above of the step selector with the cover removed,

F i g. 3 eine Schaltbrücke im Längsschnitt und
F i g. 4 von oben gesehen.F i g. 3 a switching bridge in longitudinal section and
F i g. 4 seen from above.

Die Stufenschalteinrichtung besteht für jede Phase U, V, W aus einem Einphasen-Lastumschalter 10 und einem Stufenwähler 11. Der Lastumschalter ist in bekannter Weise mit Haupt- und Hilf skontakten versehen und wird über ohmsche Überschaltwiderstände 12 umgeschaltet.The step switching device consists of a single-phase diverter switch 10 and a stage selector 11 for each phase U, V, W.

Die Lastumschalter 10 sind in einem zylindrischen Isolierstoffgehäuse 13 untergebracht, in welchem die Kontaktringe 14,15 befestigt sind. Die Stromzuführungen 16 zu den Lastumschaltern 10 sind dicht und isoliert durch den Boden 17 der Stufenschalteinrichtung hindurchgeführt.The diverter switches 10 are housed in a cylindrical insulating housing 13 in which the Contact rings 14,15 are attached. The power supply lines 16 to the diverter switches 10 are tight and insulated passed through the bottom 17 of the tap changer.

Der Stufenwähler 11 besteht aus senkrechten, kreisförmig mit Zwischenraum um das Gehäuse 13 angeordneten Isolierstäben 18, die am Deckel 19 und am Boden 17 der Stufenschalteinrichtung in Abstand voneinander befestigt sind. Auf den Stäben 18 sind die Wählerkontakte K und 1 bis 9 (Fig. 2) für jede Phase U, V, W befestigt. Im Zwischenraum zwischen den Stäben 18 und dem Gehäuse 13 sind zwei Schaltwellen 20,21 aus Isolierstoff angeordnet, die im Deckel 19 und Boden 17 in Schlitzen drehbar gelagert sind. An ihrem oberen Ende besitzen die beiden Schaltwellen 20, 21 je ein Malteserrad 22, 23 und außerdem am oberen und unteren Ende je ein Zahnritzel 24, 25. Außerdem sind die Schaltwellen 20, 21 für jede Phase JJ, V, W mit je zwei Schaltbrücken 26, 27 versehen, die jeweils auf die geradzahligen bzw. ungeradzahligen Wählerkontakte K, 2,4, 6, 8 bzw. 1, 3, 5, 7, 9 umschalten.The step selector 11 consists of vertical, circular insulating rods arranged around the housing 13 with a space in between, which are attached to the cover 19 and to the bottom 17 of the step switching device at a distance from one another. The selector contacts K and 1 to 9 (FIG. 2) for each phase U, V, W are fastened to the rods 18. In the space between the rods 18 and the housing 13, two switching shafts 20, 21 made of insulating material are arranged, which are rotatably mounted in slots in the cover 19 and base 17. At their upper end, the two switching shafts 20, 21 each have a Geneva wheel 22, 23 and also a pinion 24, 25 each at the upper and lower end. In addition, the switching shafts 20, 21 for each phase JJ, V, W are each with two switching bridges 26, 27, which switch to the even-numbered and odd-numbered selector contacts K, 2, 4, 6, 8 and 1, 3, 5, 7, 9, respectively.

Unterhalb des Deckels 19 ist ein zentral liegendes Antriebszahnrad 28 drehbar angeordnet, welches auf einem Steg 29 einen Mitnehmerbolzen 30 trägt. Der Mitnehmerbolzen 30 greift dabei abwechselnd in die Schlitze 31 bzw. 32 der Malteserräder 22 bzw. 23 ein. Das Antriebszahnrad 28 wird durch ein Zahnrad 33 angetrieben, welches über eine Welle 34 mit einem Schneckenrad 35 im Stufenschalterkopf 36 verbunden ist. Das Schneckenrad 35 wird über die Schnecke 37 von einem nicht dargestellten Motorantrieb betätigt. Gleichfalls von diesem Antrieb wird in bekannter Weise ein nicht dargestellter Kraftspeicher für den Antrieb des Lastumschalters 10 aufgezogen. Der Stufenschalterkopf ist auf dem Deckel 38 des Transformators so befestigt, daß der Stufenschalter in den Kessel des Transformators hineinragt.Below the cover 19, a centrally located drive gear 28 is rotatably arranged, which on a web 29 carries a driving pin 30. The driving pin 30 alternately engages in the Slots 31 and 32 of the Geneva wheels 22 and 23, respectively. The drive gear 28 is driven by a gear 33 driven, which is connected to a worm wheel 35 in the tap changer head 36 via a shaft 34 is. The worm wheel 35 is actuated via the worm 37 by a motor drive (not shown). This drive is also used in a known manner as an energy storage device (not shown) for driving the diverter switch 10 pulled up. The tap changer head is on the cover 38 of the Transformer fastened so that the tap changer protrudes into the tank of the transformer.

Die Zahnritzel 24, 25 der Schaltwellen 20, 21 wälzen sich zwangläufig in den Innenzahnkränzen zweier feststehender Zahnräder 39 ab, die unter dem Deckel 19 bzw. auf dem Boden 17 der Stufenschalteinrichtung befestigt sind.The pinions 24, 25 of the shift shafts 20, 21 inevitably roll in the inner gear rings of two fixed gears 39, which are under the cover 19 or on the bottom 17 of the tap changer are attached.

Die Schaltbrücken 26 bzw. 27 bestehen aus je zwei Metallschalen 40, 41 (F i g. 3 und 4), die die Wählerkontakte K und 1 bis 9 und die festen Kontaktringe 14,15 umgreifen. Dabei werden die Metallschalen 40, 41 mittels Bolzen 42 und Zugfedern 43 zusammengehalten und von je einem Steg 44 eines Isolierringes 45 geführt. Der Isolierring 45 gleitet dabei in einer ringsum laufenden Nut 46 des Kontaktringes 14 bzw. 15. Die Schaltwellen 20 bzw. 21 sind durch Öffnungen 47 der Metallschalen 40 und 41 geführt und in den Stegen 44 mittels eines Kugellagers 48 gelagert.The switching bridges 26 and 27 each consist of two metal shells 40, 41 (FIGS. 3 and 4) which encompass the selector contacts K and 1 to 9 and the fixed contact rings 14, 15. The metal shells 40, 41 are held together by means of bolts 42 and tension springs 43 and are each guided by a web 44 of an insulating ring 45. The insulating ring 45 slides in a circumferential groove 46 of the contact ring 14 or 15. The switching shafts 20 or 21 are guided through openings 47 in the metal shells 40 and 41 and supported in the webs 44 by means of a ball bearing 48.

Das Schalten des Stufenwählers 11 von einem Wählerkontakt zum nächsten erfolgt dadurch, daß das Antriebszahnrad 28 über den Mitnehmerbolzen 30 einmal das Malteserrad 22 und nach einer halben Umdrehung des Zahnrades 28 das Malteserrad 23 um eine Teilung (viertel Umdrehung) mitnimmt, dabei die Schaltwelle 20 bzw. 21 um diesen Winkel dreht und damit wiederum ein Abwälzen der Ritzel 24 bzw. 25 in den Zahnkränzen 39 bewirkt. Dadurch wird einmal die Schaltwelle 20, das andere Mal die Schaltwelle 21 mit ihren Schaltbrücken 26 bzw. 27 von einem Wählerkontakt, z. B. 2 bzw. 3, auf den nächsten Wählerkontakt, z. B. 4 bzw. 5, geschaltet (F i g. 2). Es schaltet stets die eine Schallwelle 20 mit ihren Schaltbrücken 26 die geradzahligen Wählerkontakte K, 2, 4, 6, 8 und die Schaltwelle 21 mit ihren Schaltbrücken 27 die ungeradzahligen Wählerkontakte 1, 3, 5, 7, 9. Der Wählerkontakt K ist in bekannter Weise der Umkehr- oder Wendekontakt für das Zu- bzw. Abschalten der einzelnen Stufenwicklungen des Transformators.The step selector 11 is switched from one selector contact to the next in that the drive gear 28 drives the Geneva wheel 22 once via the driving pin 30 and, after half a revolution of the gear 28, the Geneva wheel 23 by one division (quarter turn), thereby driving the selector shaft 20 or 21 rotates by this angle and thus in turn causes the pinions 24 and 25 to roll in the ring gears 39. As a result, once the switching shaft 20, the other time the switching shaft 21 with its switching bridges 26 and 27 of a selector contact, z. B. 2 or 3, on the next selector contact, z. B. 4 or 5, switched (Fig. 2). It always switches a sound wave 20 with their switching bridges 26, the even-numbered selector contacts K, 2, 4, 6, 8 and the switching shaft 21 with their switching bridges 27, the odd-numbered selector contacts 1, 3, 5, 7, 9. The selector contact K is in a known Way of the reversing or reversing contact for connecting or disconnecting the individual step windings of the transformer.

Claims

Patent claims:

1. Step switching device for regulating transformers with a centrally located within the step selector arranged three-phase diverter switch, at the diverter switch and tap selector of the individual phases with the same voltage potential lie in one plane, the selector contacts are attached to circular and centric to the diverter switch arranged bars and between the fixed selector contacts and those around the diverter switch housing lying fixed contact rings can always be moved radially standing switching bridges, which alternately once the even-numbered, the other time the odd-numbered voter contacts of the individual Switching phases, characterized in that the switching bridges (26, 27) of two diametrically opposite Shift shafts (20,21), which alternately by means of Maltese and toothed gears on a circle are movable, driven and on webs (44) of in grooves (46) of the fixed contact rings (14, 15) guided insulating rings (45) are attached and

that the switching shafts (20,21) are rotatably mounted in these webs (44).

2. Step switching device according to claim 1, characterized in that the two switching shafts (20,21) are provided at their upper end with a Geneva wheel (22, 23), in which Roller slots (31,32) arranged on a centrally located drive gear (28) The driving pin (30) engages alternately.

3. Step switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the two switching shafts (20, 21) are each provided at their upper and lower ends with a pinion (24,25) which are located in the inner ring gears of two external stationary gears (39 ) inevitably shift.

4. Step switching device according to one of claims 1 to 3, characterized by the application for regulating transformers in economy, delta or center connection.

Considered publications: German Patent Specifications No. 705 659, 875 542; German utility model No. 1 859 271; Austrian Patent No. 229,436; French Patent No. 1191 013; Belgian Patent No. 625 556; "Hut", Vol. 2,1949, pp. 223 and 252.

1 sheet of drawings