EP4042462B1 - Wähler für laststufenschalter - Google Patents

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EP4042462B1
EP4042462B1 EP20780647.2A EP20780647A EP4042462B1 EP 4042462 B1 EP4042462 B1 EP 4042462B1 EP 20780647 A EP20780647 A EP 20780647A EP 4042462 B1 EP4042462 B1 EP 4042462B1
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EP
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arm
preselector
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Thomas Schuster
Georg Kellendorfer
Andreas Raith
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/44—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using Geneva movement
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0011—Voltage selector switches

Definitions

  • a load tap changer with a selector is known.
  • the selector has a fine selector and a preselector. Both the selector arms of the fine selector and the preselector arm are operated by a separate gear.
  • This design requires that all parts of the preselector, such as fixed contacts and moving contacts, are arranged on the outside of the gear. This in turn is disadvantageous for the insulation distances of the entire switch, since the preselector contacts are arranged further away from the windings. Furthermore, the many gears are complex and expensive.
  • a preselector driver is operated via a drive shaft.
  • a driver of the preselector driver engages a preselector Geneva wheel with each complete revolution of the driver.
  • a rocker is moved via a second driver that is connected to the Geneva wheel, which in turn is mechanically connected to the movable preselector contact in such a way that the movable preselector contact is also operated with the rocker.
  • the object of the invention is to provide a selector for an on-load tap-changer which is simple and compact in design and yet offers a high level of safety.
  • the invention proposes a selector for an on-load tap changer, comprising a fine selector with a first selector arm and a second selector arm, a preselector, wherein the preselector is actuated via one of the selector arms of the fine selector.
  • the selector arm has a rocker.
  • the preselector has a preselector arm with a first end and a second end.
  • the preselector arm can have a guide at its second end.
  • the preselector can be operated indirectly or directly via one of the selector arms.
  • the guide can be designed in any way as required and can be designed, for example, as a groove, slot or partial slot groove.
  • the preselector arm is pivoted about a pivot point on a second shaft.
  • first selector arm and the second selector arm are rotatably mounted on a first shaft.
  • Figure 1 shows a schematic sketch of a tapped transformer known from the prior art with an on-load tap changer.
  • This has at least one main winding 60 and one control winding 61.
  • the main winding 60 is connected at one end to the preselector 4.
  • the preselector 4 connects the main winding 60 to either the upper end or the lower end of the control winding 61.
  • the control winding 61 has a plurality of winding taps 62.
  • the winding taps 62 are contacted by the selector arms 21, 22 of the fine selector 2.
  • the fine selector 2 and the preselector 4 form the selector 1.
  • the selector 1 is also connected to a load changeover switch.
  • the selector 1 usually preselects the winding tap 62 to be connected and the load changeover switch carries out the switching from the current winding tap to the preselected winding tap under load.
  • FIGS 2 and 3 show the selector 1 according to the invention.
  • the selector 1 has a fine selector 2 and a pre-selector 4.
  • the fine selector 2 has a first selector arm 21 and a second selector arm 22.
  • the selector arms 21, 22 are rotatably mounted on a first shaft 25.
  • the first selector arm 21 is arranged immediately behind the second selector arm 22; thus in two planes.
  • a first Geneva wheel 26 is mechanically connected to the first selector arm 21.
  • a second Geneva wheel 27 is mechanically connected to the second selector arm 22.
  • a driver 28, which has two driver rollers 29, 30, drives one of the Geneva wheels 26, 27 and thus one of the selector arms 21, 22 by rotation.
  • the continuous movement of the driver 28 is converted into a step-by-step movement via the driver rollers 29, 30 and the Geneva wheels 26, 27.
  • first one of the selector arms is moved in one direction of rotation and then the other selector arm is moved in the same direction of rotation.
  • Contact elements 31 are arranged on the selector arms 26, 27, which contact the corresponding selector contacts 5.
  • the selector contacts 5 are arranged in a circle or at least in a circular arc in a plate 6 and are connected to winding taps 62 of the control winding 61.
  • the preselector 4 of the selector 1 has a preselector arm 40, three contacts 44, 45, 46 and a movable contact unit 43.
  • the contact unit 43 is movably mounted on the first end 41 of the preselector arm 40.
  • the preselector arm 40 is fork-shaped and has a guide 49.
  • the preselector arm 40 is also rotatably mounted on a second shaft 47.
  • the pivot point 48 of the preselector arm 40 is located between the first and second ends 41, 42 of the preselector arm 40; preferably in its middle.
  • a rocker 23 is arranged on the second selector arm 22. This has a roller 32 at its extended end.
  • the second end 42 of the preselector arm 40 has a guide 49 which is designed in such a way that the roller 32 of the rocker 23 can engage with it and the preselector arm 40 performs a pivoting movement about its pivot point 48 while the second selector arm 22 and thus the rocker 23 rotate.
  • the first end 41 of the preselector arm 40 moves from a first position to a second position.
  • the contact unit 43 then no longer connects the first and second contacts 44, 45, but rather the second and third contacts 45, 46.
  • the first end 41 of the preselector arm 40 moves from a second position to the first position.
  • the contact unit 43 then no longer connects the third and second contacts 45, 46, but rather the second and first contacts 44, 45.
  • the preselector arm 40 is not rotated completely, but rather performs a partial rotation. In other words, the preselector arm 40 is pivoted from a first position to a second position and back again, thus actuating the preselector 4.
  • the main winding 60 is connected to either the upper end or the lower end of the control winding 61.

Landscapes

  • Separation, Sorting, Adjustment, Or Bending Of Sheets To Be Conveyed (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wähler für einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Lastumschaltung zwischen unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators.
  • Aus US 3 155 782 ist ein Laststufenschalter mit einem Wähler bekannt. Der Wähler weist einen Feinwähler und einen Vorwähler auf. Sowohl die Wählerarme des Feinwählers als auch der Vorwählerarm werden durch ein separates eigenes Getriebe betätigt. Diese Ausführungsform erfordert, dass sämtliche Teile des Vorwählers wie Festkontakte und bewegliche Kontakte außen am Getriebe angeordnet sind. Dies ist wiederum nachteilig für die Isolationsabstände des gesamten Schalters, da die Vorwählerkontakte weiter von den Wicklungen angeordnet sind. Weiterhin sind die vielen Getriebe komplex und teuer.
  • Aus der DE 10 2016 117526 B3 ist ein weiterer Laststufenschalter mit einem Wähler und einem Vorwähler bekannt. Zur Betätigung des Vorwählers wird ein Vorwähler-Treiber über eine Antriebswelle betätigt. Dabei greift ein Mitnehmer des Vorwähler-Treibers bei jeder vollständigen Umdrehung des Treibers in ein Vorwähler-Malteserrad ein. Wenn das Malteserrad eine bestimmte Position erreicht, hat wird über einen zweiten Mitnehmer, der mit dem Malteserrad verbunden ist, eine Wippe bewegt, die wiederum mit dem beweglichen Vorwählerkontakt in mechanischer Wirkverbindung steht, derart, dass mit der Wippe auch der bewegliche Vorwählerkontakt betätigt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wähler für einen Laststufenschalter zu schaffen, der einfach und kompakt aufgebaut ist und dabei trotzdem hohe Sicherheit bietet.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Wähler gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche bilden dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt einen Wähler für einen Laststufenschalter vor, umfassend einen Feinwähler mit einem ersten Wählerarm und einem zweiten Wählerarm, einen Vorwähler, wobei der Vorwähler über einen der Wählerarme des Feinwählers betätigt wird.
  • Durch die Betätigung des Vorwählers über einen Wählerarm wird ein für die Betätigung des Vorwählers benötigtes Getriebe überflüssig. Die Betätigung erfolgt somit indirekt über das Getriebe des Feinwählers. Weiterhin sind die einzelnen Teile des Vorwählers wie z.B. Kontakte in unmittelbarer Nähe der Wählerkontakte und damit näher an den spannungsführenden Teilen, also den Wicklungsanzapfungen. Es ist somit möglich, sowohl den Feinwähler als auch den Vorwähler mittels einer Isolierplatte gegenüber dem Getriebe abzuschirmen. Dies macht den Wähler nicht nur sicherer, sondern auch kleiner, was sich auch positiv auf die Kosten auswirkt.
  • Erfindungsgemäß weist der Wählerarm eine Schwinge auf.
  • Erfindungsgemäß weist der Vorwähler einen Vorwählerarm mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Der Vorwählerarm kann an seinem zweiten Ende eine Führung aufweisen.
  • Der Vorwähler kann indirekt oder direkt über einen der Wählerarme betätigt werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass
    • die Schwinge beim Betätigen des Vorwählers auf das zweite Ende des Vorwählerarms wirkt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass
    • die Schwinge eine Rolle aufweist;
    • der Vorwählerarm an seinem zweiten Ende eine Führung aufweist;
    • beim Betätigen des Vorwählers die Rolle in die Führung temporär eingreift und der Vorwählerarm geschwenkt wird.
  • Die Führung kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise als Nut, Schlitz oder Teilschlitznut ausgestaltet sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Vorwählerarm um einen Drehpunkt auf einer zweiten Welle geschwenkt wird.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der erste Wählerarm und der zweite Wählerarm auf einer ersten Welle drehbar gelagert angeordnet sind.
  • Nachfolgend sind die Erfindung und ihre Vorteile unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine dem Stand der Technik bekannte schematische Skizze eines Stufentransformators;
    Fig. 2 und 3
    eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wählers.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dafür dar, wie der erfindungsgemäße Wähler ausgebildet sein kann; und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Skizze eines aus dem Stand der Technik bekannten Stufentransformators mit einem Laststufenschalter. Dieser weist mindestens eine Stammwicklung 60 und eine Regelwicklung 61 auf. Die Stammwicklung 60 ist an einem Ende mit dem Vorwähler 4 verbunden. Der Vorwähler 4 verbindet die Stammwicklung 60 entweder mit dem oberen Ende oder dem unteren Ende der Regelwicklung 61. Die Regelwicklung 61 weist eine Vielzahl von Wicklungsanzapfungen 62 auf. Die Wicklungsanzapfungen 62 werden durch die Wählerarme 21, 22 des Feinwählers 2 kontaktiert. Der Feinwähler 2 und der Vorwähler 4 bilden den Wähler 1. Der Wähler 1 ist außerdem mit einem Lastumschalter verbunden. Der Wähler 1 wählt üblicherweise die zu beschaltende Wicklungsanzapfung 62 vor und der Lastumschalter führt die Umschaltung von der aktuellen Wicklungsanzapfung auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung unter Last durch.
  • Figuren 2 und 3 zeigen den erfindungsgemäßen Wähler 1. Der Wähler 1 weist einen Feinwähler 2 und einen Vorwähler 4 auf. Der Feinwähler 2 weist einen ersten Wählerarm 21 und einen zweiten Wählerarm 22 auf. Die Wählerarme 21, 22 sind auf einer ersten Welle 25 drehbar gelagert. Der erste Wählerarm 21 ist unmittelbar hinter dem zweiten Wählerarm 22 angeordnet; somit in zwei Ebenen. Ein erstes Malteserrad 26 ist mit dem ersten Wählerarm 21 mechanisch verbunden. Ein zweites Malteserrad 27 ist mit dem zweiten Wählerarm 22 mechanisch verbunden. Ein Treiber 28, der zwei Treiberrollen 29, 30 aufweist, treibt durch Drehung entsprechend eines der Malteserräder 26, 27 und damit einen der Wählerarme 21, 22 an. Die kontinuierliche Bewegung des Treibers 28 wird über die Treiberrollen 29, 30 und die Malteserräder 26, 27 in eine schrittweise Bewegung umgewandelt. So wird stets unabhängig von der Schaltrichtung des Wählers 1 zunächst einer der Wählerarme in eine Drehrichtung und anschließend der weitere Wählerarm in die selbe Drehrichtung bewegt. An den Wählerarmen 26, 27 sind Kontaktelemente 31 angeordnet, die entsprechende Wählerkontakte 5 kontaktieren. Die Wählerkontakte 5 sind im Kreis oder zumindest im Kreisbogen in einer Platte 6 angeordnet und sind mit Wicklungsanzapfungen 62 der Regelwicklung 61 verbunden.
  • Der Vorwähler 4 des Wählers 1 weist einen Vorwählerarm 40, drei Kontakte 44, 45, 46 und eine bewegliche Kontakteinheit 43 auf. Die Kontakteinheit 43 ist am ersten Ende 41 des Vorwählerarms 40 beweglich gelagert angeordnet. An seinem zweiten Ende 42 ist der Vorwählerarm 40 gabelförmig ausgestaltet bzw. weist eine Führung 49 auf. Der Vorwählerarm 40 ist außerdem auf einer zweiten Welle 47 drehbar gelagert. Der Drehpunkt 48 des Vorwählerarms 40 befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 41, 42 des Vorwählerarms 40; vorzugweise in seiner Mitte.
  • Am zweiten Wählerarm 22 ist ein Schwinge 23 angeordnet. Diese weist an ihrem verlängerten Ende eine Rolle 32 auf.
  • Das zweite Ende 42 des Vorwählerarms 40 weist eine Führung 49 auf, die derart ausgestaltet ist, dass die Rolle 32 der Schwinge 23 in diese eingreifen kann und der Vorwählerarm 40 eine Schwenkbewegung um seinen Drehpunkt 48 durchführt, während sich der zweite Wählerarm 22 und damit die Schwinge 23 drehen. Dabei bewegt sich das erste Ende 41 des Vorwählerarms 40 von einer ersten Position in eine zweite Position. Die Kontakteinheit 43 verbindet dann nicht mehr den ersten und den zweiten Kontakt 44, 45, sondern den zweiten und dritten Kontakt 45, 46. Alternativ bewegt sich das erste Ende 41 des Vorwählerarms 40 von einer zweiten Position in die erste Position. Die Kontakteinheit 43 verbindet dann nicht mehr den dritten und den zweiten Kontakt 45, 46, sondern den zweiten und ersten Kontakt 44, 45. Der Vorwählerarm 40 wird nicht vollständig gedreht, sondern führt eine Teildrehung aus. Mit anderen Worten wird der Vorwählerarm 40 von einer ersten Position in eine zweite Position und wieder zurück, also hin und her geschwenkt und damit der Vorwähler 4 betätigt. Die Stammwicklung 60 wird entweder mit dem oberen Ende oder dem unteren Ende der Regelwicklung 61 verbunden.
  • Wann und in welche Richtung der Vorwählerarm 40 geschwenkt wird, hängt von der Position und Drehrichtung des zweiten Wählerarms 22 und damit des Wählers 1 ab.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wähler
    2
    Feinwähler
    4
    Vorwähler
    5
    Wählerkontakte
    6
    Platte
    21
    erster Wählerarm
    22
    zweiter Wählerarm
    23
    Schwinge
    24
    Rolle
    25
    erste Welle
    26
    erstes Malteserrad
    27
    zweites Malteserrad
    28
    Treiber
    29
    erste Treiberrolle
    30
    zweite Treiberrolle
    31
    Kontaktelemente
    32
    Rolle
    40
    Vorwählerarm
    41
    erstes Ende des Vorwählerarms
    42
    zweite Ende des Vorwählerarms
    43
    Kontakteinheit
    44
    erster Vorwählerkontakt
    45
    zweiter Vorwählerkontakt
    46
    dritter Vorwählerkontakt
    47
    zweite Welle
    48
    Drehpunkt
    49
    Führung
    60
    Stammwicklung
    61
    Regelwicklung
    62
    Wicklungsanzapfungen

Claims (6)

  1. Wähler (1) für einen Laststufenschalter, umfassend
    - einen Feinwähler (2), der einen ersten Wählerarm (21) und einen zweiten Wählerarm (22) aufweist,
    - einen Vorwähler (4),
    wobei
    - der Vorwähler (4) über mindestens einen der Wählerarme (21, 22) des Feinwählers (2) betätigt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Vorwähler (40) einen Vorwählerarm (40) mit einem ersten Ende (41) und einem zweiten Ende (42) aufweist;
    - der zweite Wählerarm (22) eine Schwinge (23) aufweist, die beim Betätigen des Vorwählers (4) auf das zweite Ende (42) des Vorwählerarms (40) wirkt.
  2. Wähler (1) nach Anspruch 1, wobei
    - die Schwinge (23) eine Rolle (32) aufweist;
    - der Vorwählerarm (40) an seinem zweiten Ende (42) eine Führung (49) aufweist;
    - beim Betätigen des Vorwählers (4) die Rolle (32) in die Führung (49) temporär eingreift und der Vorwählerarm (40) geschwenkt wird.
  3. Wähler (1) nach Anspruch 2, wobei
    - die Führung (49) als Nut, Schlitz oder Teilschlitznut ausgebildet ist.
  4. Wähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
    - der Vorwählerarm (40) um einen Drehpunkt (48) auf einer zweiten Welle (47) geschwenkt wird.
  5. Wähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4wobei
    - der erste Wählerarm (21) und der zweite Wählerarm (22) auf einer ersten Welle drehbar gelagert angeordnet sind.
  6. Laststufenschalter mit einem Wähler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
EP20780647.2A 2019-11-12 2020-09-24 Wähler für laststufenschalter Active EP4042462B1 (de)

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EP4042462A1 EP4042462A1 (de) 2022-08-17
EP4042462C0 EP4042462C0 (de) 2024-08-28
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EP (1) EP4042462B1 (de)
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