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Stufenschalteinrichtung für Anzapftransformatoren Man ist in den letzten
Jahren dazu übergegangen, Stufenschalteinrichtungen an Anzapftransformatoren vollkommen
in den Ölraum des Transformatorkastens hineinzulegen, einmal um die Dimensionen
der Regeltransformatoren, die besonders bei großen Leistungen sowieso schon die
Grenzen der Bahntransportfähigkeit erreichen, zu verkleinern, und zum anderen, um
die Stufenschalteinrichtung in den äußere Beschädigungen abhaltenden Schutz der
starken Kastenwände zu bringen. Durch das Patent 649 842 ist eine Ausführungsart
bekanntgeworden, bei der die gesamte Stufenschalteinrichtung (gegebenenfalls sogar
mit Antriebsmotor) in ein den Transformatorölraum oder eine Ausbuchtung desselben
vom Deckel bis zum Boden durchsetzendes Isolierstoffgefäß gelegt ist. Dieses dient
der Öltrennung zwischen dem hochisolierenden Transformatoröl und dem der Verschmutzung
durch die Lastschaltungen ausgesetzten Schalteröl und bietet in seinem unteren Teil
einen reichlich bemessenen Raum zur Ablagerung und bequemen Beseitigung des verschmutzten
Öls. Des weiteren ist im Patent 705 659
eine Stufenschalteinrichtung bekanntgeworden,
von der nur der Lastumschalter in einem solchen den Transformatorölraum durchsetzenden
Isolierstoffgefäß liegt, während der Stufenwähler das Isolierstoffgefäß umgebend
unmittelbar im Transformatorölraum untergebracht ist.
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Die erstere Ausführungsart eignet sich für Stufentransformatoren kleiner
Leistung, deren Stufenschalteinrichtung eine Trennung von Lastschalter und Wähler
nicht braucht bzw. bei denen die Stromverbindungen sämtlicher Transformatoranzapfungen
in steckkontaktartiger
Weise genügend betriebssicher hergestellt
werden können. Die zweite Ausführungsart eignet sich für Stufentransformatoren großer
Leistung, die eine Trennung von Stufenwähler und Lastumschalter erfordern und bei
denen zwar eine ausreichende Grundfläche, aber keine großeHöhe in dem für die Unterbringung
der Stufenschalteinrichtung erforderlichen Raum zur Verfügung steht. Das sind im
wesentlichen Transformatoren mit einem rucksackartigen seitlichen Ausbau des Transformatorkessels.
Liegt der Engpaß des zur Verfügung stehenden Raumes nicht bei der Einbauhöhe, sondern
bei der beanspruchten Grundfläche, so ist es erwünscht, den Durchmesser der Stufenschalteinrichtung
auf das kleinstmögliche Maß zu verringern und dafür lieber die Länge um einiges
zu vergrößern.
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Aufgabe der Erfindung ist es also, eine Stufenschalteinrichtung zu
schaffen, bei der unter Aufrechterhaltung des vom Transformatordeckel bis zum Boden
durchgehenden Isolierstoffgefäßes, das den Lastumschalter aufnimmt und das durch
ihn verschmutzte Öl von dem sauberen Transformatoröl trennt, der Stufenwähler um
dieses Isolierstoffgefäß herum derart angeordnet ist, daß die gesamte Stufenschalteinrichtung
einen möglichst kleinen Durchmesser erhält.
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Die Erfindung betrifft eine Stufenschalteinrichtung für Anzapftransformatoren,
die aus einem Stufenwähler und Lastumschalter besteht. Der Stufenwähler liegt im
Transformatorölraum oder einer Ausbuchtung desselben, während der Lastumschalter
in einem besonderen, diesen Ölraum vom Deckel bis zum Boden durchsetzenden Isolierstoffgefäß
untergebracht ist. Erfindungsgemäß besteht die Lösung der gestellten Aufgabe darin,
daß das den Transformatorölraum durchsetzende Isolierstoffgefäß, in dem der Lastumschalter
untergebracht ist, eine Verengung hat, um welche herum der Stufenwähler konzentrisch
angeordnet ist. Da bei dieser Ausführungsart der Lastumschalter an einer beliebig
weiten Stelle des Isolierstoffgefäßes untergebracht werden kann, ist es nicht notwendig,
bei mehrphasigen Stufenschalteinrichtungen einen Lastumschalter mit axial übereinanderliegenden
Schaltphasen anzuwenden, bei dem die Umschaltkontakte schwer für die Revision zugänglich
sind, sondern man kann einen Lastumschalter anwenden, bei dem die verschiedenen
Phasen in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, so daß alle dem Verschleiß und
Abbrand unterliegenden Kontakte leicht zu überblicken sind. Der Antrieb dieses Lastumschalters
kann in üblicher Weise sowohl vom oberen Deckelflansch als auch vom unteren Bodenflansch
des Isolierstoffgefäßes aus erfolgen.
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In den Abb. i und 2 sind eine dreiphasige und eine einphasige Stufenschalteinrichtung
mit Antrieb von oben bzw. unten dargestellt. Im einzelnen zeigt Abb. i eine an einer
Schmalseite des Transformators angebrachte Stufenschalteinrichtung, deren Lastumschalter
L in ein vertikal den Transformatorölraum vom Deckel D bis zum Boden Bd durchsetzendes
Isolierstoffgefäß j1, J2, J. eingesetzt ist. Dieses Isolierstoffgefäß ist mit seinem
oberen Ende an dem Deckelflansch F des Transformatordeckels D aufgehängt und reicht
mit seinem unteren Ende in den Schmutzölbottich B, der an dem Transformatorboden
Bd elastisch befestigt ist und einen Ölablaßhahn H trägt. Die das Isolierstoffgefäß
bildenden Isolierrohre J1, J2, J3 haben ihren verschiedenen Verwendungszwecken entsprechend
verschiedene Weiten. Der obere Teil J1 nimmt den Lastumschalter L auf. Er braucht
infolgedessen eine genügend große Weite. Der untere Teil J3 dient zusammen mit dem
Bottich B zur Aufnahme des durch die Lastschaltungen gebildeten Schmutzöls und seiner
Abführung nach außen. Er braucht also auch eine ausreichende Weite, um den Raum
des Lastumschalters tunlichst von den isolationsverschlechternden Schmutzteilen
zu befreien. Der mittlere Teil J2 dient der Ölverbindung zwischen den vorgenannten
beiden Räumen und der Zuführung der Stufenwählerableitungen a und
b zu den Polen Pa und Pb des Lastumschalters L. Für diesen Zweck genügt ein
geringer Durchmesser des Isolierrohres J2, so daß damit die Möglichkeit gegeben
ist, einen Stufenwähler St von verhältnismäßig geringem Durchmesser um diesen mittleren
Teil des Isolierstoffgefäßes herumzulegen. Der Stufenwähler St ist derart konstruktiv
in das Isolierstoffgefäß J1, J2, J3 eingefügt, daß die obere Grundplatte G1 und
die untere Grundplatte G2 die Querschnittsverminderung von J1 auf J2 bzw. von J3
auf J2 vornehmen. Im Bereiche des Stufenwählers sind also Metallteile in das Isolierstoffgefäß
eingefügt. Die durch die Verengung des Isolierstoffgefäßes in seinem mittleren Teil
bei J2 hervorgebrachte Schwächung der mechanischen Festigkeit des Isolierstoffgefäßes
wird wieder ausgeglichen durch die im Kreise angeordneten Isolierstäbe K6 bzw. K,
des Wählerkäfigs, auf denen die geradzahligen bzw. ungeradzahligen Anzapfungskontakte
U", Va, W" bzw. Ub, Vb, Wb der drei Transformatorphasen U, V, W angebracht
sind. Bei einem Stufenwähler mittlerer Größe sind im ganzen io bis 1q. Isolierstäbe
auf den Kreisumfang verteilt angeordnet, die dem beim Stufenwähler verengten Isolierstoffgefäß
die erforderliche mechanische Festigkeit geben. Eine noch größere Festigkeit erreicht
man, wenn man in das Isolierrohr J2 noch ein Stahlrohr einfügt, das oben und unten
mit den beiden metallischen Grundplatten G1 bzw. G, konstruktiv fest verbunden ist.
Dieses Stahlrohr kann dann alle mechanischen Kräfte, insbesondere die Verdrehungskräfte,
aufnehmen, so daß die Isolierstäbe K" bzw. Kb mechanisch vollkommen entlastet sind.
Allerdings ist es dann notwendig, die Zuleitungen a bzw. b von den
auf dem Isolierrohr J2 angebrachten WählerschleifringenRQ bzw. R, zu den Lastumschalterkontakten
P" bzw. Pb außerhalb des eben erwähnten Stahlrohres zu führen. Da für die drei Phasen
6 Kontaktringe, 6 Lastumschalterkontakte und infolgedessen auch 6 Zuleitungen, von
denen nur die j e zwei der Phase U gezeichnet sind, vorkommen, ist es also nicht
schwer, diese Zuleitungen a bzw. b als flache isolierte Kupferschienen symmetrisch
verteilt um das zentrale Stahlrohr anzuordnen. Diese Ausführungsart eignet sich
also für hohe Ströme und dadurch im Kurzschlußfalle bedingte hohe mechanische Beanspruchungen.
Der gemeinsame Antrieb des Lastumschalters L und des Stufenwählers St erfolgt in
bekannter Weise von der Antriebswelle A aus über Kegelräder R, Kurbelgetriebe Kg
und Isolierwellen jt und Jst. In ebenso bekannter
Weise ist der
Innenraum des Isolierstoffgefäßes J1, Ja, J3 mit dem Ölausdehnungsgefäß Ag des Transformators
oder einer gesonderten Abteilung desselben durch eine Rohrleitung verbunden, um
das durch Öffnen des Hahnes H abgelassene Schmutzöl sofort von oben wieder durch
Frischöl zu ersetzen. Bei dem Abheben des mit dem Transformator T konstruktiv verbundenen
Deckels D vom Transformatorkasten bleibt die gesamte Stufenschalteinrichtung bis
herab zum Isolierzylinder J3 am Transformatordeckel hängen, während der Bottich
B am Transformatorboden Bd sitzenbleibt. Es löst sich lediglich die mit einer
Filzdichtung versehene Steckerbindung V.
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Abb. 2 zeigt eine einphasige Ausführungsart einer erfindungsgemäßen
Stufenschalteinrichtung, die in einer rucksackartigen seitlichen Ausbuchtung des
Transformatorkessels untergebracht ist. In ähnlicher Weise wie bei Abb. i trägt
der Deckelflansch F das den Lastumschalter L aufnehmende Isolierstoffgefäß J1, J2,
J3, das bis zum Bodenflansch Bd durchgeht. Um die verengte Stelle J2 des Isolierstoffgefäßes
ist der Stufenwähler St gebaut, der bei dieser Ausführung nur einphasig ist. Die
Stromzuleitungen vom Stufenwähler St zum Lastumschalter L bewirken wieder die im
Innern des Isolierstoffgefäßes verlaufenden Leitungen a und b, während die bei einphasigen
Stufenschaltern erforderliche Stromableitung der Durchführungsisolator Di übernimmt.
Dieser ist steckkontaktartig mit dem Ableitungspol des Lastumschalters verbunden
und sitzt auf dem Abschlußdeckel des Flansches F. Das kann deshalb geschehen, weil
der Antrieb des Stufenwählers und des Lastumschalters in Abb. 2 nicht vom oberen
Deckelflansch, sondern vom unteren Bodenflansch Bd her erfolgt. Diese Art des Antriebes
ermöglicht die Anordnung des motorischen Antriebskastens M unterhalb der Ausbuchtung
des Transformatorgefäßes und schafft damit eine gute Platzausnutzung. Vom Motorantriebskasten
M geht die Antriebswelle A durch eine Stopfbuchse in den Bodenflansch Bd. Das dort
untergebrachte Getriebe G verteilt die Antriebsimpulse auf die Stufenwählerantriebswelle
.S und die Lastumschalterantriebswelle 1. Letztere durchsetzt den verengten Mittelteil
des Isolierzylinders J2 der Länge nach und tritt von unten an den Lastumschalter
L mit einer steckkontaktartigen Kupplung ein. Nach Entfernung des Durchführungsisolators
Di und Absenkung des Ölspiegels ist der Lastumschalter L von oben zugänglich und
kann gegebenenfalls herausgezogen werden.