WO2014048650A1 - On-load tap changer with preselector - Google Patents
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- WO2014048650A1 WO2014048650A1 PCT/EP2013/067611 EP2013067611W WO2014048650A1 WO 2014048650 A1 WO2014048650 A1 WO 2014048650A1 EP 2013067611 W EP2013067611 W EP 2013067611W WO 2014048650 A1 WO2014048650 A1 WO 2014048650A1
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Definitions
- the invention relates to an on-load tap-changer with preselector for the uninterrupted control of a regulating transformer.
- Selectors also called inverters and coarse selectors, are generally used in on-load tap-changers to expand the control range of a control transformer. Turners make it possible to switch the control windings of a control transformer to or against a main winding. With the help of a coarse selector, it is possible to switch off or switch on a larger part of a main winding, a so-called coarse step, of a control transformer.
- Both the step winding of a tapped transformer and the coarse step are briefly separated galvanically from the main winding during their switching by turning or coarse selector. They assume a potential which results from the voltages of the adjacent windings and the coupling capacitances to these windings or grounded parts.
- the resulting differential voltages are sometimes very significant; they claim the switching path of the opening preselector contacts and can lead to unacceptable Entiadungserscheinept with the appropriate amount.
- Such discharge phenomena, also called arcs cause gas formation in Isoiieröl. This is undesirable, especially as the system voltage increases, the amount of unwanted gases increases.
- polarity switches are used, which hold the tap winding at a desired and defined potential by means of an ohmic resistor, which is switched on only during the switching phase of the inverter or coarse selector.
- FIG. 1 known from FIG. 2 of DE 10 2009 060 132 B3, a poling arrangement is explained. Shown is a main winding 1 and a tap winding 2 of a variable transformer T. At the tap winding 2, an on-load tap changer is connected, which has a selector 3. The selector 3 initially selects the new winding tapping of the tap winding 2, which is to be switched over, before switching over. The switching itself is done by a known diverter switch 4 of the on-load tap-changer, which will not be discussed in detail here. Furthermore, the tap changer on a turner 5, through which to increase the control range of At the beginning of 10 or the end 13 of the tap winding 2 can be switched to the end of the main winding 1.
- a first polarity resistor 1 1 is provided, which is connected by means of a first polarity switch 12 with the load discharge.
- a second polarity resistor 14 is further provided at the end 13 of the step winding 2, which is in turn connected to the load discharge line 9 via a second polarity switch 15.
- the two polarity switches 12, 15 are only briefly turned on before the start of the operation of the preselector 5, so that only briefly the beginning 10 and the end 13 of the tap winding 2 are hinged to a defined potential.
- the main winding 1 has two physical contacts, namely the "0" contact and the "K" contact (commutation contact).
- Structural designs of a polarity switch are, as known from DE 19 42 567 A, for example, arranged coaxially to the preselection and Feinrichlertitlesystemen the tap changer below the tap selector or they are, as known from DE 28 15 736 C2, laterally attached to additional arms insulating bars in addition to the actual tap selector or the selection.
- there are undesirably large overall lengths for the tap selector in the second case also undesirable large horizontal expansions of the entire tap changer.
- the zugschalteten ohmic resistors also called Polungswiderthe are usually mounted below the selector on a cylinder. These require, depending on the power class of the on-load tap-changer, also installation space and have a significant effect on the manufacturing cost of an on-load tap-changer. Due to the applied unwanted differential voltage across the resistors, the oil of the on-load tap-changer and therefore also that of the transformer is additionally heated up. Since heating shortens the life of the transformers, this effect is also undesirable.
- the object of the invention is therefore to provide an on-load tap-changer with preselector for uninterrupted control of control transformers, in which the preselector has a small space and yet the discharge phenomena of the opening preselector contacts, caused by the differential voltages, withstand.
- the subclaims relate to particularly advantageous developments of the invention.
- the general inventive idea is to equip the preselector with a separate energy storage, which is driven by the motor drive of the on-load tap-changer, so as to be able to perform a quick changeover from the "+" position to the "-" position of the preselector contacts.
- the energy accumulator is connected via a coupling element with a pivotally mounted contact rod.
- the actuation takes place via a fork attached to the coupling element with two fork rollers which correspond positively and non-positively to an armature driven by a motor drive.
- the anchor has two freewheels on the underside.
- the energy accumulator is triggered when the rollers reach the freewheels.
- the further rotation of the fork is effected by a arranged between the freewheels of the armature anchor roller which engages in a arranged between the fork rollers fork contour.
- Upon further rotation of the fork of the energy storage is raised again.
- the switching "0" contact is combined with the so-called "K” contact (commutation contact) and designed as a movable contact rod.
- the energy storage of the preselector is designed as a leg spring.
- the armature is driven by a motor drive.
- the anchor is at the top, i. arranged at the top of the on-load tap-changer.
- the on-load tap-changer is designed as a load selector.
- the selection consists among other things of a first contact rod, a second contact rod and a third contact rod.
- three contacts are provided, each of which corresponds to a contact with a phase or a strand of the current.
- the first contact rod thus has three fixed contacts.
- At the second contact rod also three fixed contacts are arranged.
- the third contact rod is designed to be pivotable and trät three sliding contacts, which can be connected to the corresponding fixed contacts or separated from them.
- Figure 1 shows an arrangement according to the prior art
- Figure 2 shows a preselector according to the invention
- Figure 3 is a plan view of the preselector according to the invention.
- Figure 4 shows a preselector according to the invention with an anchor
- FIG. 5 is a detail view of the anchor
- FIG. 2 shows a preselector 20 according to the invention in the form of a reverser.
- This consists, inter alia, of a first contact rod 21, a second contact rod 23 and a third contact rod 25 on the first contact rod 21 are three fixed contacts 22, so each a fixed contact 22 per phase attached.
- the fixed contacts 22 are conductively connected to the respective step winding 2.
- Fixed contacts 24 are likewise arranged on the second contact rod 23. Again, each phase is assigned a fixed contact 24.
- These fixed contacts 24 are connected on a second outer side 23 A, here outside on the contact rod 23, with the step windings 2.
- the fixed contacts 22 of the first contact rod 21 are conductively connected to the beginning 10 of the tap winding 2.
- the fixed contacts 24 of the second contact rod 23 are connected to the end 13 of the tap winding 2.
- sliding contacts 26 make an electrically conductive connection either with the fixed contacts 22 of the "+” position or the fixed contacts 24 of the "-" position.
- the sliding contacts 26 are formed in two parts, so that when contacting each part of the respective fixed contact 22, 24 touches from above and below. It would also be conceivable to form the fixed contacts 22, 24 as sliding contacts and the sliding contacts 26 as fixed contacts. Due to the two-part design of the sliding contact 26, two contact points to the respective fixed contact 22, 24 can flow through the current.
- the third contact rod 25, in particular the sliding contacts 26, combine the so-called "0" contact and "K” contact in one.
- the "0" contact has been translated by a separate contact rod located between the first and second contact bars 21, 23.
- the switching from one position to the next and back again is realized such that the third contact rod 25 is pivotally mounted in two directions about a vertical axis A.
- the drive takes place via a force accumulator 27 which is intended only for the third contact rod 25. This is realized in FIG. 2 by a leg spring.
- Both the first and second contact bars 21, 23 are fixedly attached to a frame 28.
- the pivotable contact rod 25 is movably connected to the frame 28 via the energy accumulator 27.
- FIG. 3 shows the preselector according to the invention from above.
- the sliding contact 26 is in a middle position between the fixed contacts 22 and 24.
- the coupling element 29 via a fork 30 with a first and a second fork roller 31, 32, and arranged therebetween Fork contour 33, via an armature 34, on the underside of a first and a second freewheel 35, 36, and an armature roller 37 are actuated.
- the armature 34 is in the upper region, ie on the tap changer head, arranged and is driven by a motor drive, not shown here.
- the armature roller 37 engages positively in the fork contour 33 and thereby pulls the energy storage 27 when turning the fork 30.
- the fork rollers 31, 32 leave the freewheels 35, 36 and take a non-positive and positive connection with the armature 34 a.
- the rotational movement of the armature 34 via the armature roller 37 and the fork contour 33 is terminated upon reaching the "-" position, i.e. after establishing an electrically conductive connection between the fixed contacts 23 and the sliding contacts 26.
- the armature 34 When switching back to the "+" position, the armature 34 is rotated in the opposite direction, resulting in a rapid pivotal movement of the third contact rod 25 as soon as the fork rollers 31, 32 have reached the freewheels 35, 36 on the underside of the armature 34 As a result of the further rotation of the armature 34, the armature roller 37 engages in the fork contour 33, thereby pivoting the third contact rod 25 into the "+” position, thereby pulling on the energy store 27.
- the omission of the polarity resistors brings an enormous space saving with it.
- the entire on-load tap-changer is thereby shorter and thus more compact.
- the heat generated by the poling resistors is no longer available.
- the insulating oil of the transformer to be controlled is not additionally heated by this source. Since the transformer is then exposed to lower temperature fluctuations, this has a positive effect on the service life. Also, the additional costs caused by the polarity resistors omitted, so that the on-load tap-changer is cheaper overall.
- the preselection By combining the contact rod for the "0" contacts with that for the "K” contacts in the form of the third contact rod 25, the preselection also becomes smaller. Thus, the entire on-load tap-changer becomes more compact and takes up less space in the transformer tank.
Landscapes
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
Abstract
The invention discloses an on-load tap changer having a preselector (20) for controlling a control transformer (T) without interruption. The preselector (20) has a plurality of contact bars (21, 23, 25). One of the contact bars (25) is mounted in a pivotable manner in such a way that a start (10) of a tapped winding (2), by means of fixed contacts (22) of a contact bar (21), or the end (13) of the tapped winding (2), by means of fixed contacts (24) of a further contact bar (23), can be electrically conductively connected to the main winding (1) by means of sliding contacts (26) of the pivotable contact bar (25).
Description
Laststufenschalter mit Vorwähler On-load tap-changer with selection
Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter mit Vorwähler zur unterbrechungslosen Regelung eines Regeltransformators. The invention relates to an on-load tap-changer with preselector for the uninterrupted control of a regulating transformer.
Vorwähler, auch Wender und Grobwähler genannt, dienen im Allgemeinen in Laststufenschaltern dazu, den Regelbereich eines Regeltransformators zu erweitern. Wender ermöglichen es, die Regelwicklungen eines Regeltransformators zu oder gegen eine Stammwicklung zu schalten. Mit Hilfe eines Grobwählers besteht die Möglichkeit einen größeren Teil einer Stammwicklung, eine sog. Grobstufe, eines Regeltransformators ab- oder zuzuschalten. Selectors, also called inverters and coarse selectors, are generally used in on-load tap-changers to expand the control range of a control transformer. Turners make it possible to switch the control windings of a control transformer to or against a main winding. With the help of a coarse selector, it is possible to switch off or switch on a larger part of a main winding, a so-called coarse step, of a control transformer.
Sowohl die Stufenwicklung eines Stufentransformators als auch die Grobstufe werden während ihrer Umschaltung durch Wender oder Grobwähler kurzzeitig galvanisch von der Stammwicklung getrennt. Dabei nehmen sie ein Potential an, welches sich aus den Spannungen der Nachbarwicklungen sowie den Kopplungskapazitäten zu diesen Wicklungen bzw. zu geerdeten Teilen ergibt. Die dadurch entstehenden Differenzspannungen sind teilweise ganz erheblich; sie beanspruchen die Schaltstrecke der sich öffnenden Vorwählerkontakte und können bei entsprechender Höhe zu unzulässigen Entiadungserscheinungen führen. Derartige Entladungserscheinungen, auch Lichtbögen genannt, verursachen eine Gasbildung im Isoiieröl. Diese ist unerwünscht, zumal mit steigender Systemspannung die Menge der unerwünschten Gase steigt. Both the step winding of a tapped transformer and the coarse step are briefly separated galvanically from the main winding during their switching by turning or coarse selector. They assume a potential which results from the voltages of the adjacent windings and the coupling capacitances to these windings or grounded parts. The resulting differential voltages are sometimes very significant; they claim the switching path of the opening preselector contacts and can lead to unacceptable Entiadungserscheinungen with the appropriate amount. Such discharge phenomena, also called arcs, cause gas formation in Isoiieröl. This is undesirable, especially as the system voltage increases, the amount of unwanted gases increases.
Zur Beseitigung dieser unerwünschten Differenzspannungen werden Polungsschalter verwendet, die die Stufenwicklung durch einen ohmschen Widerstand, der nur während der Umschaltphase des Wenders oder Grobwählers eingeschaltet wird, an einem gewünschten und definierten Potential halten. To eliminate these undesirable differential voltages, polarity switches are used, which hold the tap winding at a desired and defined potential by means of an ohmic resistor, which is switched on only during the switching phase of the inverter or coarse selector.
In Figur 1 , bekannt aus Figur 2 der DE 10 2009 060 132 B3, wird eine Polungsanordnung erläutert. Gezeigt ist eine Stammwicklung 1 und eine Stufenwicklung 2 eines Regeltransformators T. An der Stufenwicklung 2 ist ein Laststufenschalter angeschlossen, der einen Wähler 3 besitzt. Der Wähler 3 wählt vor einer Umschaltung zunächst leistungslos die neue Wicklungsanzapfung der Stufenwicklung 2 vor, auf die umgeschaltet werden soll. Die Umschaltung selbst erfolgt durch einen bekannten Lastumschalter 4 des Laststufenschalters, auf den hier nicht näher eingegangen werden soll. Weiterhin weist der Stufenschalter einen Wender 5 auf, durch den zur Vergrößerung des Regelbereiches der
Anfang 10 oder das Ende 13 der Stufenwicklung 2 an das Ende der Stammwicklung 1 geschaltet werden können. Am Anfang 10 der Stufenwicklung 2 ist ein erster Polungswiderstand 1 1 vorgesehen, der mittels eines ersten Polungsschalters 12 mit der Lastableitung in Verbindung steht. Erfindungsgemäß ist weiterhin am Ende 13 der Stufenwicklung 2 ein zweiter Polungswiderstand 14 vorgesehen, der über einen zweiten Polungsschalter 15 wiederum mit der Lastableitung 9 in Verbindung steht. Die beiden Polungsschalter 12, 15 werden nur kurzzeitig vor Beginn der Betätigung des Vorwählers 5 eingeschaltet, so dass nur kurzzeitig der Anfang 10 und das Ende 13 der Stufenwicklung 2 an ein definiertes Potential angelenkt werden. Zusätzlich weist die Stammwicklung 1 zwei physische Kontakte, nämlich den„0"-Kontakt und den„K"-Kontakt (Kommutierungskontakt), auf. In FIG. 1, known from FIG. 2 of DE 10 2009 060 132 B3, a poling arrangement is explained. Shown is a main winding 1 and a tap winding 2 of a variable transformer T. At the tap winding 2, an on-load tap changer is connected, which has a selector 3. The selector 3 initially selects the new winding tapping of the tap winding 2, which is to be switched over, before switching over. The switching itself is done by a known diverter switch 4 of the on-load tap-changer, which will not be discussed in detail here. Furthermore, the tap changer on a turner 5, through which to increase the control range of At the beginning of 10 or the end 13 of the tap winding 2 can be switched to the end of the main winding 1. At the beginning 10 of the tap winding 2, a first polarity resistor 1 1 is provided, which is connected by means of a first polarity switch 12 with the load discharge. According to the invention, a second polarity resistor 14 is further provided at the end 13 of the step winding 2, which is in turn connected to the load discharge line 9 via a second polarity switch 15. The two polarity switches 12, 15 are only briefly turned on before the start of the operation of the preselector 5, so that only briefly the beginning 10 and the end 13 of the tap winding 2 are hinged to a defined potential. In addition, the main winding 1 has two physical contacts, namely the "0" contact and the "K" contact (commutation contact).
Konstruktive Gestaltungen eines Polungsschalters sind, wie aus DE 19 42 567 A bekannt, beispielsweise koaxial zu den Vorwahl- und Feinwählerkontaktsystemen des Stufenschalters unterhalb des Stufenwählers angeordnet oder sie befinden sich, wie aus DE 28 15 736 C2 bekannt, auf an zusätzlichen Auslegern befestigten Isolierstäben seitlich neben dem eigentlichen Stufenwähler bzw. dem Vorwähler. Im ersten Fall ergeben sich unerwünscht große Baulängen für den Stufenwähler, im zweiten Fall ebenso unerwünschte große horizontale Ausdehnungen des gesamten Stufenschalters. Structural designs of a polarity switch are, as known from DE 19 42 567 A, for example, arranged coaxially to the preselection and Feinwählerkontaktsystemen the tap changer below the tap selector or they are, as known from DE 28 15 736 C2, laterally attached to additional arms insulating bars in addition to the actual tap selector or the selection. In the first case, there are undesirably large overall lengths for the tap selector, in the second case also undesirable large horizontal expansions of the entire tap changer.
Die zugschalteten ohmschen Widerstände, auch Polungswiderstände genannt, sind meist unterhalb des Wählers an einem Zylinder befestigt. Diese benötigen, je nach Leistungsklasse des Laststufenschalters, ebenfalls Bauraum und wirken sich erheblich auf die Herstellungskosten eines Laststufenschalters aus. Durch die anliegende unerwünschte Differenzspannung an den Widerständen wird zusätzlich das Öl des Laststufenschalters und somit auch das des Transformators aufgeheizt. Da das Aufheizen die Lebensdauer der Transformatoren verkürzt, ist dieser Effekt ebenfalls unerwünscht. The zugschalteten ohmic resistors, also called Polungswiderstände are usually mounted below the selector on a cylinder. These require, depending on the power class of the on-load tap-changer, also installation space and have a significant effect on the manufacturing cost of an on-load tap-changer. Due to the applied unwanted differential voltage across the resistors, the oil of the on-load tap-changer and therefore also that of the transformer is additionally heated up. Since heating shortens the life of the transformers, this effect is also undesirable.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Laststufenschalter mit Vorwähler zur unterbrechungslosen Regelung an Regeltransformatoren bereitzustellen, bei dem der Vorwähler einen geringen Bauraum aufweist und trotzdem den Entladungserscheinungen der öffnenden Vorwählerkontakte, verursacht durch die Differenzspannungen, standhält. The object of the invention is therefore to provide an on-load tap-changer with preselector for uninterrupted control of control transformers, in which the preselector has a small space and yet the discharge phenomena of the opening preselector contacts, caused by the differential voltages, withstand.
Diese Aufgabe wird durch einen Laststufenschalter mit Vorwähler mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, den Vorwähler mit einem separaten Kraftspeicher auszustatten, der über den Motorantrieb des Laststufenschalters angetrieben wird, um damit eine schnelle Umschaltung von der „+"-Stellung zur „-"-Stellung der Vorwählerkontakte durchführen zu können. This object is achieved by an on-load tap changer with preselector with the features of claim 1. The subclaims relate to particularly advantageous developments of the invention. The general inventive idea is to equip the preselector with a separate energy storage, which is driven by the motor drive of the on-load tap-changer, so as to be able to perform a quick changeover from the "+" position to the "-" position of the preselector contacts.
Gemäß der Erfindung, ist der Kraftspeicher über ein Kupplungselement mit einem schwenkbar gelagerten Kontaktstab verbunden. Die Betätigung erfolgt über eine am Kupplungselement befestigte Gabel mit zwei Gabelrollen die form- und kraftschlüssig mit einem mittels Motorantrieb angetriebenen Anker korrespondieren. Der Anker weist auf der Unterseite zwei Freiläufe auf. Bei Betätigung des Ankers, d.h. bei dessen Drehung, wird der Kraftspeicher ausgelöst, wenn die Rollen die Freiläufe erreichen. Die weitere Drehung der Gabel erfolgt durch ein zwischen den Freiläufen des Ankers angeordnete Ankerrolle die in eine zwischen den Gabelrollen angeordnete Gabelkontur eingreift. Bei der weiteren Drehung der Gabel wird der Kraftspeicher wieder aufgezogen. Dieser Verlauf führt weiterhin dazu, dass die Gleitkontakte des schwenkbaren Kontaktstabes schlagartig von den Festkontakten gelöst werden, und im Anschluss langsam auf die neuen zu beschaltenden Festkontakte geschoben werden. Nach einer wiederum weiteren Ausführungsform der Erfindung, ist der schaltende „0"- Kontakt mit dem sog. „K"-Kontakt (Kommutierungskontakt) zusammengefasst und als beweglicher Kontaktstab ausgebildet. According to the invention, the energy accumulator is connected via a coupling element with a pivotally mounted contact rod. The actuation takes place via a fork attached to the coupling element with two fork rollers which correspond positively and non-positively to an armature driven by a motor drive. The anchor has two freewheels on the underside. Upon actuation of the armature, i. as it rotates, the energy accumulator is triggered when the rollers reach the freewheels. The further rotation of the fork is effected by a arranged between the freewheels of the armature anchor roller which engages in a arranged between the fork rollers fork contour. Upon further rotation of the fork of the energy storage is raised again. This course also leads to the fact that the sliding contacts of the pivoting contact rod are suddenly released from the fixed contacts, and are then pushed slowly onto the new fixed contacts to be connected. According to yet another embodiment of the invention, the switching "0" contact is combined with the so-called "K" contact (commutation contact) and designed as a movable contact rod.
Nach einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung, ist der Kraftspeicher des Vorwählers als eine Schenkelfeder ausgebildet. According to yet another embodiment of the invention, the energy storage of the preselector is designed as a leg spring.
Nach einer wiederum weiteren Ausführungsform der Erfindung, wird der Anker über einen Motorantrieb angetrieben. Nach einer wiederum weiteren Ausführungsform der Erfindung, ist der Anker am oberen Ende, d.h. am Kopf des Laststufenschalters angeordnet. According to yet another embodiment of the invention, the armature is driven by a motor drive. In yet another embodiment of the invention, the anchor is at the top, i. arranged at the top of the on-load tap-changer.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, ist der Laststufenschalter als Lastwähler ausgebildet.
Der Vorwähler besteht unter anderem aus einem ersten Kontaktstab, einem zweiten Kontaktstab und einem dritten Kontaktstab. An jeden der Kontaktstäbe sind drei Kontakte vorgesehen, von denen jeweils ein Kontakt mit einer Phase bzw. einem Strang des Stroms entspricht. Der erste Kontaktstab hat somit drei Festkontakte. An dem zweiten Kontaktstab sind ebenfalls drei Festkontakte angeordnet. Der dritte Kontaktstab ist schwenkbar ausgebildet und trät drei Gleitkontakte, die mit den entsprechenden Festkontakten verbunden bzw. von diesen getrennt werden können. According to one embodiment of the invention, the on-load tap-changer is designed as a load selector. The selection consists among other things of a first contact rod, a second contact rod and a third contact rod. At each of the contact bars three contacts are provided, each of which corresponds to a contact with a phase or a strand of the current. The first contact rod thus has three fixed contacts. At the second contact rod also three fixed contacts are arranged. The third contact rod is designed to be pivotable and trät three sliding contacts, which can be connected to the corresponding fixed contacts or separated from them.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
Figur 1 eine Anordnung nach dem Stand der Technik Figure 1 shows an arrangement according to the prior art
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Vorwähler Figure 2 shows a preselector according to the invention
Figur 3 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Vorwählers Figure 3 is a plan view of the preselector according to the invention
Figur 4 eine erfindungsgemäßen Vorwähler mit einem Anker Figure 4 shows a preselector according to the invention with an anchor
Figur 5 eine Detailansicht des Ankers Figure 5 is a detail view of the anchor
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine Möglichkeit dar, wie ein erfindungsgemäßer Vorwähler abgebildet sein kann. For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. The illustrated embodiment represents only one way in which an inventive selection can be mapped.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßer Vorwähler 20 in Form eines Wenders abgebildet. Dieser besteht unter anderem aus einem ersten Kontaktstab 21 , einem zweiten Kontaktstab 23 und einem dritten Kontaktstab 25. An dem ersten Kontaktstab 21 sind drei Festkontakte 22, also jeweils ein Festkontakt 22 pro Phase, angebracht. Auf einer ersten äußeren Seite 21A des ersten Kontaktstabes 21 sind die Festkontakte 22 mit der jeweiligen Stufenwicklung 2 leitend verbunden. An dem zweiten Kontaktstab 23 sind ebenfalls Festkontakte 24 angeordnet. Auch hier ist jeder Phase ein Festkontakt 24 zugewiesen. Auch diese Festkontakte 24 sind auf einer zweiten äußeren Seite 23A, hier außen am Kontaktstab 23, mit den Stufenwicklungen 2 verbunden. Die Festkontakte 22 des ersten Kontaktstabes 21 sind mit dem Anfang 10 der Stufenwicklung 2 leitend verbunden. Im Gegensatz dazu sind die Festkontakte 24 des zweiten Kontaktstabes 23 mit dem Ende 13 der Stufenwicklung 2 verbunden. Durch diese Anordnung ist es möglich die Stufenwicklung 2 zur Stammwicklung 1 dazu zuschalten oder gegen diese, d.h. die Spannung der Stufenwicklung 2 wird zur Spannung
der Stammwicklung 1 addiert oder subtrahiert. Aus diesem Grund steht der erste Kontaktstab 21 mit seinen Festkontakten 22 für die„+"-Stellung und der zweite Kontaktstab 23 mit seinen Festkontakten 24 für die„-"-Stellung. Weiterhin weist der Vorwähler 20 den dritten Kontaktstab 25 auf, an dem, zu den Festkontakten 22 und 24 korrespondierend, Gleitkontakte 26 angeordnet sind. Diese Gleitkontakte 26 sind mit den jeweiligen Stammwicklungen 1 verbunden. Ebenso stellen diese Gleitkontakte 26 eine elektrisch leitende Verbindung entweder mit den Festkontakten 22 der„+"-Stellung oder den Festkontakten 24 der„-"-Stellung her. Die Gleitkontakte 26 sind zweiteilig ausgebildet, sodass beim Kontaktieren jeweils ein Teil den jeweiligen Festkontakt 22, 24 von oben und unten berührt. Es wäre auch denkbar die Festkontakte 22, 24 als Gleitkontakte und die Gleitkontakte 26 als Festkontakte auszubilden. Durch die zweiteilige Ausführung des Gleitkontaktes 26 entstehen zwei Kontaktpunkte zum jeweiligen Festkontakt 22, 24 durch die Strom fließen kann. FIG. 2 shows a preselector 20 according to the invention in the form of a reverser. This consists, inter alia, of a first contact rod 21, a second contact rod 23 and a third contact rod 25 on the first contact rod 21 are three fixed contacts 22, so each a fixed contact 22 per phase attached. On a first outer side 21A of the first contact rod 21, the fixed contacts 22 are conductively connected to the respective step winding 2. Fixed contacts 24 are likewise arranged on the second contact rod 23. Again, each phase is assigned a fixed contact 24. These fixed contacts 24 are connected on a second outer side 23 A, here outside on the contact rod 23, with the step windings 2. The fixed contacts 22 of the first contact rod 21 are conductively connected to the beginning 10 of the tap winding 2. In contrast, the fixed contacts 24 of the second contact rod 23 are connected to the end 13 of the tap winding 2. By this arrangement, it is possible to turn on the stage winding 2 to the parent winding 1 or against this, ie the voltage of the tap winding 2 becomes the voltage the parent winding 1 added or subtracted. For this reason, the first contact rod 21 with its fixed contacts 22 for the "+" - position and the second contact rod 23 with its fixed contacts 24 for the "-" - position. Furthermore, the preselector 20, the third contact rod 25 on which, corresponding to the fixed contacts 22 and 24, sliding contacts 26 are arranged. These sliding contacts 26 are connected to the respective parent windings 1. Likewise, these sliding contacts 26 make an electrically conductive connection either with the fixed contacts 22 of the "+" position or the fixed contacts 24 of the "-" position. The sliding contacts 26 are formed in two parts, so that when contacting each part of the respective fixed contact 22, 24 touches from above and below. It would also be conceivable to form the fixed contacts 22, 24 as sliding contacts and the sliding contacts 26 as fixed contacts. Due to the two-part design of the sliding contact 26, two contact points to the respective fixed contact 22, 24 can flow through the current.
Der dritte Kontaktstab 25, insbesondere die Gleitkontakte 26, vereinen den sog.„0"-Kontakt und „K"-Kontakt in einem. Üblicherweise wurde der „0"-Kontakt durch einen separaten Kontaktstab, der zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktstab 21 , 23 angeordnet war, umgesetzt. The third contact rod 25, in particular the sliding contacts 26, combine the so-called "0" contact and "K" contact in one. Typically, the "0" contact has been translated by a separate contact rod located between the first and second contact bars 21, 23.
Das Umschalten von einer Stellung zur nächsten und wieder zurück wird derart realisiert, dass der dritte Kontaktstab 25 in zwei Richtungen um eine vertikale Achse A schwenkbar gelagert ist. Der Antrieb erfolgt über einen nur für den dritten Kontaktstab 25 bestimmten Kraftspeicher 27. Dieser ist in Figur 2 durch eine Schenkelfeder realisiert. The switching from one position to the next and back again is realized such that the third contact rod 25 is pivotally mounted in two directions about a vertical axis A. The drive takes place via a force accumulator 27 which is intended only for the third contact rod 25. This is realized in FIG. 2 by a leg spring.
Sowohl der erste als auch der zweite Kontaktstab 21 , 23 sind fest an einem Rahmen 28 befestigt. Der schwenkbare Kontaktstab 25 ist beweglich über den Kraftspeicher 27 mit dem Rahmen 28 verbunden. Die Betätigung des Kraftspeichers 27, also der Schenkelfeder, erfolgt über ein Kupplungselement 29. Dieses ist durch den Rahmen 28 mit dem Kraftspeicher 27 mechanisch verbunden und dabei drehbar im Rahmen 28 gelagert. Both the first and second contact bars 21, 23 are fixedly attached to a frame 28. The pivotable contact rod 25 is movably connected to the frame 28 via the energy accumulator 27. The actuation of the force accumulator 27, so the leg spring, via a coupling element 29. This is mechanically connected by the frame 28 with the energy storage 27 while rotatably mounted in the frame 28.
Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Vorwähler von oben. Hier befindet sich der Gleitkontakt 26 in einer Mittelstellung zwischen den Festkontakten 22 und 24. Wie in den Figuren 4 und 5 abgebildet ist, wird das Kupplungselement 29 über eine Gabel 30 mit einer ersten und einer zweiten Gabelrolle 31 , 32, sowie einer dazwischen angeordneten
Gabelkontur 33, über einen Anker 34, auf dessen Unterseite ein erster und ein zweiter Freilauf 35, 36, sowie eine Ankerrolle 37 befinden, betätigt. Der Anker 34 ist im oberen Bereich, also am Stufenschalterkopf, angeordnet und wird über einen hier nicht dargestellten Motorantrieb angetrieben. FIG. 3 shows the preselector according to the invention from above. Here, the sliding contact 26 is in a middle position between the fixed contacts 22 and 24. As shown in Figures 4 and 5, the coupling element 29 via a fork 30 with a first and a second fork roller 31, 32, and arranged therebetween Fork contour 33, via an armature 34, on the underside of a first and a second freewheel 35, 36, and an armature roller 37 are actuated. The armature 34 is in the upper region, ie on the tap changer head, arranged and is driven by a motor drive, not shown here.
Wenn sich der Vorwähler 20 in der„+"-Stellung befinden, d.h. die Gleitkontakte 26 sind mit den Festkontakten 22 galvanisch leitend verbunden, befindet sich der Kraftspeicher 27 in aufgezogenem Zustand. In dieser Stellung befindet sich der Anker 34 form- und kraftschlüssig zwischen den beiden Gabelrollen 31 , 32 der Gabel 30. Sobald es zu einer Betätigung des Vorwählers 20 kommt, beginnt der Motorantrieb den Anker 34 zu drehen. Sobald die beiden Gabelrollen 31 , 32 die Freiläufe 35, 36 erreichen kommt es auf Grund des aufgezogenen Kraftspeichers 27 zu einer ruckartigen Schwenkbewegung der Gabel 30 und des daran befestigten Kupplungselements 29. Diese Schwenkbewegung resultiert wiederum in einer Schwenkbewegung des dritten Kontaktstabes 25. Dabei werden die Gleitkontakte 26 schlagartig von den Festkontakten 22 des ersten Kontaktstabes 21 gelöst. Die Gabel 30 und der an dieser indirekt befestigte dritte Kontaktstab 25 bleiben kurz in einer Mittelstellung zwischen dem ersten Kontaktstab 21 und dem zweiten Kontaktstab 23 stehen. When the preselector 20 is in the "+" position, ie the sliding contacts 26 are galvanically connected to the fixed contacts 22, the energy accumulator 27 is in the drawn-up state, in which position the armature 34 is positively and non-positively interposed When the preselector 20 is actuated, the motor drive starts to rotate the armature 34. As soon as the two fork rollers 31, 32 reach the freewheels 35, 36, the force accumulator 27 is pulled up This pivotal movement in turn results in a pivotal movement of the third contact rod 25. The sliding contacts 26 are suddenly released from the fixed contacts 22 of the first contact rod 21. The fork 30 and indirectly attached thereto third contact rod 25 remain briefly in a middle position between the first Kontak tstab 21 and the second contact rod 23 are.
Nach weiterer Drehung des Ankers 34 greift die Ankerrolle 37 formschlüssig in die Gabelkontur 33 und zieht dabei den Kraftspeicher 27 beim Drehen der Gabel 30 auf. Während dieser Drehung verlassen die Gabelrollen 31 , 32 die Freiläufe 35, 36 und nehmen eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit dem Anker 34 ein. Die Drehbewegung des Ankers 34 über die Ankerrolle 37 und die Gabelkontur 33 wird beim Erreichen der„-"- Stellung, d.h. nach der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Festkontakten 23 und den Gleitkontakten 26, beendet. After further rotation of the armature 34, the armature roller 37 engages positively in the fork contour 33 and thereby pulls the energy storage 27 when turning the fork 30. During this rotation, the fork rollers 31, 32 leave the freewheels 35, 36 and take a non-positive and positive connection with the armature 34 a. The rotational movement of the armature 34 via the armature roller 37 and the fork contour 33 is terminated upon reaching the "-" position, i.e. after establishing an electrically conductive connection between the fixed contacts 23 and the sliding contacts 26.
Beim Zurückschalten zur„+"-Stellung wird der Anker 34 in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Dabei kommt es wieder zu einer schnellen Schwenkbewegung des dritten Kontaktstabes 25, sobald die Gabelrollen 31 , 32 die Freiläufe 35, 36 auf der Unterseite des Ankers 34 erreicht haben. Durch die weitere Drehung des Ankers 34 greift die Ankerrolle 37 in die Gabelkontur 33, schwenkt dabei den dritten Kontaktstab 25 in die„+"-Stellung und zieht dabei den Kraftspeicher 27 auf. When switching back to the "+" position, the armature 34 is rotated in the opposite direction, resulting in a rapid pivotal movement of the third contact rod 25 as soon as the fork rollers 31, 32 have reached the freewheels 35, 36 on the underside of the armature 34 As a result of the further rotation of the armature 34, the armature roller 37 engages in the fork contour 33, thereby pivoting the third contact rod 25 into the "+" position, thereby pulling on the energy store 27.
Durch einen für den Vorwähler 20 eignes eingebauten Kraftspeicher 27 sind Polungswiderstände und auch Polungsschalter nicht mehr notwendig. Dadurch, dass die Gleitkontakte 26 des schwenkbaren dritten Kontaktstabes 25 schlagartig von den
Festkontakten 22, 24 gelöst werden, kommt es zu einem sehr schnellen verlöschen eines möglichen Lichtbogens. Da gemäß dem Stand der Technik diese Umschaltung nur sehr langsam durchgeführt wird, brennt der Lichtbogen verhältnismäßig lange, was zu einer starken Gasentwicklung führte. Bei der erfindungsgemäßen Lösung brennt der Lichtbogen sehr kurze Zeit und produziert dementsprechend weniger Gase. By a self-built-in for the selection 20 energy storage 27 Polungswiderstände and also polarity switch are no longer necessary. Characterized in that the sliding contacts 26 of the pivotable third contact rod 25 abruptly of the Fixed contacts 22, 24 are released, it comes to a very fast extinction of a possible arc. Since this switching is carried out only very slowly according to the prior art, the arc burns relatively long, resulting in a strong evolution of gas. In the solution according to the invention, the arc burns for a very short time and accordingly produces less gas.
Das Weglassen der Polungswiderstände bringt eine enorme Bauraumeinsparung mit sich. Der gesamte Laststufenschalter wird dadurch kürzer und somit kompakter. Auch die Wärmeentwicklung, die von den Polungswiderständen ausgeht ist nicht mehr vorhanden. Dadurch wird das Isolieröl des zu regelnden Transformators nicht zusätzlich durch diese Quelle erwärmt. Da der Transformator dann geringeren Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, wirkt sich dies positiv auf die Lebensdauer aus. Auch die Mehrkosten, die durch die Polungswiderstände verursacht werden entfallen, so dass der Laststufenschalter insgesamt günstiger wird. The omission of the polarity resistors brings an enormous space saving with it. The entire on-load tap-changer is thereby shorter and thus more compact. The heat generated by the poling resistors is no longer available. As a result, the insulating oil of the transformer to be controlled is not additionally heated by this source. Since the transformer is then exposed to lower temperature fluctuations, this has a positive effect on the service life. Also, the additional costs caused by the polarity resistors omitted, so that the on-load tap-changer is cheaper overall.
Da auch die Notwendigkeit eines Polungsschalters entfällt, wird die gesamte Mechanik des Vorwählers vereinfacht. Die Betätigung und Steuerung des Polungsschalters erfolgte meist über Maltesergetriebe die nicht nur komplex und teuer in der Fertigung waren sondern auch viel Bauraum in Anspruch nahmen. Außerdem musste diese Betätigungsmechanik mit der des Vorwählers sowie des Wählers verbunden und abgestimmt werden. Da der Polungsschaiter nun nicht mehr notwendig ist, kann der Vorwähler durch eine einfache Betätigung mittels einer Gabel 30, zwei daran angeordneten Gabelrollen 31 , 32 und einer Gabelkontur 33 realisiert werden. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf den Bauraum aus, sondern auch die Fertigungszeit, Wartung und Fehleranfälligkeit. Since the need for a polarity switch is eliminated, the entire mechanism of the preselector is simplified. The operation and control of the polarity switch was mostly done by Maltese gear which were not only complex and expensive to manufacture but also took up a lot of space. In addition, this actuating mechanism had to be connected to and matched with that of the preselector as well as the selector. Since the Polungsschaiter is no longer necessary, the selection can be realized by a simple operation by means of a fork 30, two arranged thereon fork rollers 31, 32 and a fork contour 33. This not only has a positive effect on the installation space, but also the production time, maintenance and error susceptibility.
Durch das Kombinieren des Kontaktstabes für die„0"-Kontakte mit dem für die„K"-Kontakte in Form des dritten Kontaktstabes 25 wird der Vorwähler ebenfalls kleiner. Somit wird der gesamte Laststufenschalter kompakter und nimmt weniger Platz im Transformatorkessel ein.
By combining the contact rod for the "0" contacts with that for the "K" contacts in the form of the third contact rod 25, the preselection also becomes smaller. Thus, the entire on-load tap-changer becomes more compact and takes up less space in the transformer tank.
Bezugszeichen reference numeral
T RegeltransformatorT control transformer
1 Stammwicklung 1 main winding
2 Stufenwicklung 2 step winding
3 Wähler 3 voters
4 Lastumschalter 4 diverter switch
5 Wender 5 turners
9 Lastableitung 9 load derivation
10 Anfang 10 start
11 Polungswiderstand 11 poling resistor
12 erster Polungsschalter12 first polarity switch
13 Ende 13 end
14 Polungswiderstand 14 poling resistor
15 zweiter Polungsschalter15 second polarity switch
20 Vorwähler 20 selection
21 erster Kontaktstab 21 first contact rod
21A erste äußere Seite 21A first outer side
22 Festkontakte 22 fixed contacts
23 zweiter Kontaktstab 23 second contact rod
23A zweite äußere Seite23A second outer side
24 Festkontakte 24 fixed contacts
25 dritter Kontaktstab 25 third contact rod
26 Gleitkontakte 26 sliding contacts
27 Kraftspeicher 27 energy storage
28 Rahmen 28 frame
29 Kupplungselement 29 coupling element
30 Gabel 30 fork
31 erste Gabelrolle 31 first fork roller
32 zweite Gabelrolle 32 second fork roller
33 Gabelkontur 33 fork contour
34 Anker 34 anchors
35 erster Freilauf 35 first freewheel
36 zweiter Freilauf 36 second freewheel
37 Ankerrolle
37 anchor roller
Claims
1. Laststufenschalter mit einem Vorwähler (20) zur unterbrechungslosen Regelung eines Regeltransformators (T), dadurch gekennzeichnet, 1. On-load tap-changer with a preselector (20) for the uninterrupted control of a regulating transformer (T), characterized
dass der Vorwähler (20) einen ersten Kontaktstab (21 ) mit Festkontakten (22) aufweist, die auf einer ersten äußeren Seite (21A) mit einem Anfang (10) einer Stufenwicklung (2) des Regeltransformators (T) verbunden sind, in that the preselector (20) has a first contact rod (21) with fixed contacts (22) which are connected on a first outer side (21A) to a beginning (10) of a tap winding (2) of the regulating transformer (T),
und einen zweiten Kontaktstab (23) mit Festkontakten (24) aufweist, die auf einer zweiten äußeren Seite (23A) mit einem Ende (13) der Stufenwicklung (2) des Regeltransformators (T) verbunden sind, and a second contact rod (23) having fixed contacts (24) connected on a second outer side (23A) to one end (13) of the tap winding (2) of the variable transformer (T),
und einen dritten Kontaktstaab (25) mit Gleitkontakten (26) aufweist die mit der Stammwicklung (1) des Regeltransformators (T) verbunden sind, und and a third Kontaktstaab (25) with sliding contacts (26) which are connected to the main winding (1) of the control transformer (T), and
dass der dritte Kontaktstab (25) derart schwenkbar gelagert ist, the third contact rod (25) is pivotably mounted in such a way that
dass der Anfang (10) der Stufenwicklung (2) über die Festkontakte (22) des ersten Kontaktstabes (21 ) oder das Ende (13) der Stufenwicklung (2) über die Festkontakte (24) des zweiten Kontaktstabes (23) mit der Stammwicklung (1) über die Gleitkontakte (26) des dritten Kontaktstabes (25) elektrisch leitend verbindbar sind. that the beginning (10) of the tap winding (2) via the fixed contacts (22) of the first contact rod (21) or the end (13) of the tap winding (2) via the fixed contacts (24) of the second contact rod (23) with the main winding ( 1) via the sliding contacts (26) of the third contact rod (25) are electrically conductively connected.
2. Laststufenschalter nach Anspruch 1 , 2. on-load tap changer according to claim 1,
wobei der dritte Kontaktstab (25) mit einem Kraftspeicher (27) mechanisch gekoppelt ist, so dass die Gleitkontakte (26) von den Festkontakten (22, 24) trennbar bzw. mit den Festkontakten (22, 24) verbindbar sind. wherein the third contact rod (25) is mechanically coupled to a force accumulator (27), so that the sliding contacts (26) of the fixed contacts (22, 24) separable or with the fixed contacts (22, 24) are connectable.
3. Laststufenschalter nach Anspruch 1 und 2, 3. on-load tap changer according to claim 1 and 2,
wobei ein Kupplungselement (29) den dritten Kontaktstab (25) und den Kraftspeicher (27) mechanisch verbindet, a coupling element (29) mechanically connecting the third contact rod (25) and the energy store (27),
wobei das Kupplungselement (29) eine Gabel (30) aufweist, die eine erste und einer zweite Gabelrolle (31 , 32) trägt, the coupling element (29) having a fork (30) carrying first and second fork rollers (31, 32),
wobei die Gabel (30) eine zwischen den Gabelrollen (31 , 32) angeordnete Gabelkontur (33) aufweist, the fork (30) having a fork contour (33) arranged between the fork rollers (31, 32),
wobei die Gabelrollen (31 , 32) mit einem ersten und einen zweite Freilauf (35, 36) eines Ankers (34) korrespondieren, wherein the fork rollers (31, 32) correspond to a first and a second freewheel (35, 36) of an armature (34),
wobei der Anker (34) eine Ankerrolle (37) aufweist und wherein the armature (34) has an anchor roller (37) and
die Gabelrollen (31 , 32) und der erste und der zweite Freilauf (35, 36) sowie die Ankerrolle (37) und die Gabelkontur (33) kraft- und formschlüssig zusammenwirken.
the fork rollers (31, 32) and the first and the second freewheel (35, 36) and the armature roller (37) and the fork contour (33) co-operate positively and positively.
4. Laststufenschalter nach Anspruch 3, 4. on-load tap-changer according to claim 3,
wobei der Anker (34) den dritten Kontaktstab (25) und den Kraftspeicher (27) derart betätigt, dass solange die beiden Gabelrollen (31 , 32) nicht die Freiläufe (35, 36) des Ankers (34) erreicht haben, der Kraftspeicher (27) im aufgezogenen Zustand ist, wherein the armature (34) actuates the third contact rod (25) and the energy store (27) such that as long as the two fork rollers (31, 32) have not reached the freewheels (35, 36) of the armature (34), the energy store ( 27) is in the wound state,
dass beim Erreichen der Freiläufe (35, 36) der Kraftspeicher (27) schlagartig ausgelöst wird und die Gleitkontakte (26) von den Festkontakten (22) des ersten Kontaktstabes (21 ) getrennt sind, that upon reaching the freewheels (35, 36) the energy accumulator (27) is triggered abruptly and the sliding contacts (26) are separated from the fixed contacts (22) of the first contact rod (21),
dass nach weiterer Drehung des Ankers (34) die Ankerrolle (37) in die Gabelkontur (33) eingreift und die beiden Gabelrollen (31 , 32) die beiden Freiläufe (35, 36) verlassen und die Gabel (30) soweit dreht bis die Gleitkontakte (36) mit den Festkontakte (24) des zweiten Kontaktstabes (23) in Kontakt sind und der Kraftspeicher (27) in aufgezogenem Zustand ist. that after further rotation of the armature (34) engages the armature roller (37) in the fork contour (33) and the two fork rollers (31, 32) leave the two freewheels (35, 36) and the fork (30) rotates until the sliding contacts (36) with the fixed contacts (24) of the second contact rod (23) are in contact and the energy storage device (27) is in the wound state.
5. Laststufenschalter nach den Ansprüche 1 bis 4, 5. on-load tap changer according to claims 1 to 4,
wobei die Gleitkontakte (26) des dritten Kontaktstabes (25) gleichzeitig als„0"-Kontakte und „K"-Kontakte ausgebildet sind. wherein the sliding contacts (26) of the third contact rod (25) are formed simultaneously as "0" contacts and "K" contacts.
6. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6. on-load tap changer according to one of claims 1 to 4,
wobei der Kraftspeicher (27) eine Schenkelfeder ist. wherein the energy store (27) is a leg spring.
7. Laststufenschalter nach Anspruch 3, 7. on-load tap changer according to claim 3,
wobei der Anker (34) motorisch angetrieben ist. wherein the armature (34) is driven by a motor.
8. Laststufenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7. 8. on-load tap changer according to one of the preceding claims 3 to 7.
wobei der Anker (34) am Kopf des Laststufenschalters angeordnet ist.
wherein the armature (34) is arranged at the top of the on-load tap changer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 13756848 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 13756848 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |