CN103380471A

CN103380471A - 分接开关

Info

Publication number: CN103380471A
Application number: CN2012800085028A
Authority: CN
Inventors: D·多纳尔; C·哈默
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 2011-02-12
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-10-30
Also published as: BR112013017920A2; WO2012107309A1; RU2013141800A; EP2673791A1

Abstract

本发明涉及一种设置在油容器中的分接开关，具有选择器和用于在可调式变压器的不同的绕组抽头之间以无中断的方式进行切换的负载切换器。负载切换器包括由至少两个开关部段组成的至少一个开关单元，用于分别与至少一个电接触元件以可开关地电连接。设计为，在切换时负载转转开关的至少一部分旋转。此外，接触元件环绕地设置在一个平面中，其中至少一个开关单元分别不与限定的相关联。

Description

分接开关

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求的特征的分接开关，其具有选择器和用于在可调式变压器的不同绕组抽头之间以无中断的方式进行切换的负载切换器。

背景技术

例如从DE44 07 945C1中公开了一种负载切换器。在德国专利文献中公开的负载切换器包括开关触头，所述开关触头的切换可以通过阶跃状地触发储能器来开始。第一开关触头和第二开关触头与负载换向器的连接经由可彼此分开操作的真空开关来进行。在不同的级之间进行切换时，整个切换单元在油容器中旋转。

建立到绕组抽头的导电接触的固定的触头大多位于负载切换器的容器或壳体上。此外，切换单元上的运动的触头可以建立与油容器上的每个设置在一高度上的触头的接触。在此典型地，这些相彼此在多个平面中相叠地设置。要开关的可调式变压器的绕组抽头可以连接到安置在油容器中的触头上。当然，负载切换器的油容器的环周上的触头数目上升导致耐压强度的限制，因为触头彼此间的间距通常对于足够高的耐压强度而言是不充足的。

也可以设计的是，在根据所谓的负载选择器原理工作的分接开关中，整个切换单元在油容器中旋转。通常，根据负载选择器原理的分接开关配备有以机械的方式可简单实现的储能器。

从现有技术中已经已知的分接开关还可以包括选择器。选择器用于以无功方式预选可调式变压器的要被切换到其上的绕组抽头。在从现有技术中已知的具有选择器的负载切换器中，负载切换器可以设置在单独的油容器中。一个相的两个选择器线路典型地在油容器上的两个触头上被引导。在可调式变压器的不同绕组抽头之间进行切换时，负载切换器在这两个触头之间来回开关，即使选择器沿一个方向继续转动时也如此。这要求以耗费的方式驱动负载切换器。因此，本发明的任务在于，提供一种改进的具有选择器的负载切换器，所述负载切换器避免现有技术中的缺点。尤其是，本发明的任务在于提高可调式变压器的绕组抽头之间的耐压强度并且在于沿两个转动方向的可变的可开关性。

发明内容

本发明的任务通过一种具有权利要求1的特征的分接开关来解决。本发明的有利的改进方案的特征在于紧随于此的从属权利要求。为了解决所述任务，本发明提出一种分接开关，所述分接开关具有至少一个选择器和用于在抽头压变压器的不同绕组抽头之间以无中断的方式进行切换的负载切换器，其中负载切换器包括至少一个开关单元，所述开关单元部分地也称作开关扇区，并且所述开关单元由至少两个开关部段、例如真空室、所谓的油开关部段、晶闸管级等形成。根据本发明设计为，在切换时负载切换器的至少一部分旋转，其中接触元件环绕地设置在一个平面中。在此，至少一个开关单元并非如已知的现有技术那样分别与限定的相关联，而是分接开关中的每个运动的触头原则上可以例如通过沿相同的方向旋转而与全部相的全部固定触头接触。

根据本发明的分接开关提供非常高的耐压强度，这此外通过将负载切换器作为结构单元与选择器分开来实现，其中整个负载切换器或者其各个组件如在根据负载选择器原理的已知分接开关中沿圆形旋转。至少一个（然而在一个实施形式中三个（或者必要时更多））的相优选地在负载切换器容器的环周上环绕地设置在共同的平面中。如在根据负载选择器原理的目前已知的分接开关中，有利地可以使用可旋转的储能器，因为这种储能器可以与旋转的负载切换单元良好地组合。

在一种优选的实施变型方案中，对于每个相，典型地在负载切换器油容器的环周上仅安装两个触头、即引导电流的和预选的级。在三相负载切换器中，相应地在环周上分布有更多的触头，在该情况下这总共为六个触头。原则上，根据本发明的本质，开关单元的不同的实施形式是可行的，例如，具有两个、三个或者还有更多的开关部段的开关装置。在具有例如两个开关部段的电路中可以由开关元件和可选的与其串联的转换电阻器以及另一可选的与其串联的开关元件组成。在此，另一开关元件也可以具有与第一开关元件不同的物理作用原理。在具有三个或者更多的开关部段的电路中也可以设置相应的配置。原则上，开关部段是可变的；因此有意义地，可以使用例如所谓的油开关部段、真空室、电子开关元件、例如晶闸管、IGBT等以及必要时也可以彼此相互组合。也可以考虑每个相有更多的开关部段或者开关元件。

借助根据本发明的装置提供的结构空间和触头之间借此实现的扩大的间距引起可调式变压器的相应预选的且引导电流的绕组抽头之间的耐压强度如期望地提高。原则上，负载切换器单元的开关部段或开关单元并非固定地与一相关联，而是每个运动的触头例如可以通过沿保持相同的方向进行旋转而根据开关状态与全部相的全部固定触头接触。

根据本发明的分接开关的结构总体上设置两个主组件或者功能组，即负载切换器和选择器。负载切换器设置在油容器中，例如设置在闭合的绝缘材料圆柱体中。负载切换器设置用于在至少两个级之间进行切换、例如在可调式变压器的至少两个绕组抽头之间进行切换。负载切换器也可以设置用于在多个级之间进行切换，例如设置用于在两个或三个级之间进行切换。此外，负载切换器包括至少一个开关单元，所述开关单元由至少两个开关部段组成。开关部段例如可以具有真空室和/或电子开关元件，例如晶闸管或IGBT。如果要建立导电连接，那么这两个开关部段分别与电接触元件处于表面接触。电连接例如可以通过开关元件的快速开关经由储能器或者其他能量存储器来进行。也存在设置在油容器之外的选择装置，所述选择装置为了在可调式变压器的至少两个绕组抽头之间进行切换可以与负载切换器形成有效连接。选择装置例如可以具有选择器传动器和/或精细选择器和/或预选器（换向器或者粗选器）。

在本发明的一种优选的实施形式，具有至少两个开关部段的至少一个开关单元可以不可相对转动地设置在可沿两个相反的旋转方向操作的轴上。例如，可以围绕穿过轴伸展的线性轴线顺时针或者逆时针地进行旋转。这两个电接触元件也可以圆形地且以多个接触部位围绕轴设置，使得借助于开关轴的转动运动可以建立至少一个开关单元与电接触元件之间的导电连接。

然而，根据本发明的另一种优选的实施形式同样可能的是，至少一个开关单元位置固定地设置并且电接触元件不可相对转动地设置在圆柱体上，使得通过圆柱体的转动运动可以建立至少一个开关单元与电接触元件之间的导电连接。在该情况下，电接触元件与到选择器的位置固定的线路的连接优选可以经由滑动触头来进行。

此外，可以经由电阻和/或经由真空开关室建立至少一个开关单元的至少一个开关部段的电连接。例如，一个开关部段可以具有电阻，而另一开关部段不具有附加的电阻。电阻器可以具有多个电阻值，所述电阻值对于本领域技术人员而言是已知的并且出于该原因并未详细述及。在本发明的另一种实施形式中，至少三个开关单元也可以分别设置有至少两个开关部段，其中至少三个开关单元在轴的转动运动时构造为用于至少近似时间同步地建立三个开关单元与电接触元件之间的导电连接。

此外，每个开关单元可以包括带电阻的至少两个开关部段和至少一个负载开关部段。带电阻的至少两个开关部段在电接触时分别与电接触元件形成表面接触。带电阻的开关部段和/或至少一个负载开关部段总共也可以具有至少三个真空开关管，所述真空开关管可以以限定的时间偏移来开关。例如，具有电阻的第一开关部段的第一真空开关管首先被开关并且此后具有电阻的第二开关部段的第三真空开关管被开关。带电阻的开关部段的这两个真空开关管也可以相互时间偏移地进行开关，使得这两个真空开关管在任何时候都不同时断开。

在本发明的一种优选的实施形式中，可以存在恰好三个第一电接触元件和恰好三个第二电接触元件和恰好三个开关单元，所述电接触元件和所述开关单元圆形地并且围绕负载切换器的中央开关轴偏移120°地设置。因此，以简单的方式可以进行至少两个级之间的切换，所述切换始终以相同的方式并且优选以相同的时间偏移进行，与所选择的驱动轴的转动方向无关。在此，可以省去在开关操作时的耗费的机械整流或者转动方向反向。

附图说明

以下借助实施例通过使用下面描述的附图详细地阐明了本发明。真空开关管和机械开关元件的彼此协调的开关过程和开关顺序以及电路的以下所描述的实施例不应理解为是限制性的，而是用于阐述有调压变压器的根据本发明的负载切换器的功能和开关可能性。

图1示出根据本发明的具有油容器和选择装置的分接开关的示意图。

图2示出具有负载切换器10的不同部件的电路图，所述负载切换器可以借助于中央的开关或者驱动轴8转动和开关。

图3以多个电路图示出根据本发明的分接开关的多个开关元件的各个开关支路的布线和在开关轴转动时的开关流程。

图4示出如可以使用在本发明中的负载切换器的一种可替选的实施形式。

具体实施方式

图1示出根据本发明的具有油容器3和选择装置5的分接开关1的示意图。在油容器3上设置有盖4。选择装置5例如可以具有选择器传动器、精选器和预选器（未示出）。此外，如在所示出的实施形式中示出，在油容器3与选择装置5之间可以存在分离部位7。在油容器3中或者上可设置有其他部件，例如弹簧储能器（未示出）。

图2示出具有负载切换器10的不同部件的电路图，所述负载切换器可以借助于中央的开关轴或驱动轴8转动和开关。开关过程可以借助于驱动轴8的转动来顺时针或者逆时针地进行。图3中根据多个原理电路图示出的负载切换器10用于在分接开关1的两个电接触元件12与14之间以无中断的方式进行切换（参见图1），所述电接触元件可以经由选择器20与可调式变压器的调节绕组21的绕组抽头连接，在此示例地用n和n+1表示。负载切换器10包括多个开关单元17a、17b和17c，其各具有一个负载开关部段18和各具有两个带电阻的开关部段19。相应的开关单元17a、17b和17c的负载部段18居中地在两个带电阻的开关部段19之间伸展。开关单元17a、17b和17c的两个带电阻的开关部段19中的一个可以分别经由真空开关管TTV_a和机械开关触头TTF₁以及电阻R₁构成的串联电路形成。同样地，开关单元17a、17b和17c的另一带电阻的开关部段19可以分别经由真空开关管TTV_b和机械开关触头TTF₂以及电阻器R₂构成的串联电路形成。此外，各开关单元17a、17b和17c的负载部段18可以由真空开关管MSV₁和机械开关触头MTS₁的串联电路形成。

根据图3，三个真空开关管MSV₁、TTV_a和TTV_b和三个机械开关触头TTF₁、MTS₁和TTF₂可以以限定的时间偏移来开关。如根据图3a和图3b可看到的那样，设置在第一电阻支路19中的真空开关管TTV_b在相关的机械开关触头TTF₂在相同路径19中以短时间偏移以旋转的方式引起从第一电接触元件12到第二电接触元件14的开关过程之前首先断开（参见图3b和图3c）。然后，如在图3b和图3c中所示的那样，位于路径18上的第二真空开关管MSV₁在位于相同路径18中的机械开关触头MTS₁触发之前断开（参见图3c-3f）。如从图3e至图3f中可看到的那样，当第二真空开关管MSV₁仍断开期间，第一真空管TTV_b再次闭合，使得建立导电连接。

为了分开电连接，在下一步骤中，断开第三路径19的第三真空开关管TTV_a（参见图3f）。如在图3g和图3h中所示，负载路径18在朝第二接触元件14的方向上延伸并且闭合设置在该负载路径上的真空开关管MSV₁（图3h）。图3i至图3k示出设置在第三路径19上的真空开关管TTV_a的闭合和路径19至第二电接触元件14的延伸。图3l至3u示出另一步骤并且开关单元17a、17b和17c以及路径18和19从第二接触元件14至第一接触元件12的延伸。在此可以看到的是，开关单元17a、17b和17c并不固定地与确定的相关联，而是每个开关单元17a、17b和17c的每个开关元件原则上可以与每个相的全部固定触头建立接触，这例如通过沿相同的方向旋转来进行。在此，开关过程的流程与图3a至图3l的开关过程相同。整体上，对于360°的一转，设计为从每个第一接触元件到第二接触元件的六个开关过程。

图4的视图最后示出分接开关1的一种变型方案，其中至少在具有第二真空开关管MSV₁和机械开关触头MTS₁的负载路径18中设置有附加的主触头MC，所述附加的主触头可以执行持久馈电。

然而，根据本发明的本质同样可能的是，位置固定地设置至少一个开关单元17a、17b和17c并且将电接触元件12和14不可相对转动地设置在圆柱体中，使得通过圆柱体的转动运动可以建立至少一个开关单元17a、17b和17c与电接触元件12和14之间的导电连接。电接触元件12和14与到选择器20的位置固定的线路的连接在该情况下优选可以经由滑动触头进行。

参照优选的实施形式来描述本发明。然而，对于本领域技术人员而言可以设想，可以改变或者变换本发明，而在此并不脱离本发明的权利要求的保护范围。

附图标记表

1 分接开关

3 油容器

4 盖

5 选择装置

7 分离部位

8 驱动轴

10 负载切换器

12 第一接触元件

14 第二接触元件

17 开关单元

18 负载开关部段

19 带电阻的开关部段

20 选择器

21 调节绕组

n 绕组抽头

n+1 绕组抽头

MSV1 真空开关管

TTV 真空开关管

MTS 机械开关触头

TTF 机械开关触头

R 电阻

Claims

1.分接开关（1），所述分接开关具有选择器（5）和用于在可调式变压器的不同的绕组抽头（n，n+1，n+2，n+x）之间以无中断的方式进行切换的负载切换器（10），其中，所述负载切换器（10）包括至少一个开关单元（17a，17b，17c），用于分别与至少一个电接触元件（12，14）以可开关方式导电连接，所述开关单元包括至少两个开关部段（18，19），所述电接触元件能够经由选择器（20）与可调式变压器的相应的绕组抽头（n，n+1，n+2，n+x）连接，其中，在切换时负载切换器（10）的至少一部分旋转，所述接触元件（12，14）环绕地设置在共同的平面中，并且，所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）并不分别与限定的相关联。

2.根据权利要求1所述的分接开关，其中，所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）包括两个开关部段（18，19）。

3.根据权利要求1所述的分接开关，其中，所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）包括三个开关部段（18，19）。

4.根据权利要求1至3之一所述的分接开关，其中，所述开关部段（18，19）能变化地构造为油开关部段和/或真空室和/或构造为电子开关元件，例如晶闸管等。

5.根据权利要求1至4之一所述的分接开关，其中，具有所述至少两个开关部段（18，19）的所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）不可相对转动地设置在能沿两个相反的旋转方向操作的中央开关轴（8）上，并且所述至少两个电接触元件（12，14）圆形地围绕轴（8）设置，使得借助于轴（8）的转动运动能够建立所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）与相应的所述电接触元件（12，14）之间的导电连接。

6.根据权利要求1至4之一所述的分接开关，其中，所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）位置固定地设置并且所述电接触元件（12，14）不可相对转动地设置在能旋转地支承的圆柱体上，使得借助于所述圆柱体的转动运动能够建立所述至少一个开关单元（17a，17b，17c）与所述电接触元件（12，14）之间的导电连接。

7.根据权利要求6所述的分接开关，其中，所述电接触元件（12，14）与到选择器（20）的位置固定的线路的导电连接构造为滑动触头。

8.根据权利要求1至7之一所述的分接开关，其中，能够经由电阻（R₁，R₂）和/或经由真空开关室（MSV₁，TTV_a，TTV_b）建立至少一个开关单元（17a，17b，17c）的至少一个开关部段（18，19）的电连接。

9.根据权利要求1至8之一所述的分接开关，其中，设置有至少三个开关单元（17a，17b，17c），其分别具有至少两个开关部段（18，19），并且所述至少三个开关单元（17a，17b，17c）在轴（8）转动运动时构造用于至少近似时间同步地建立所述三个开关单元（17a，17b，17c）与所述电接触元件（12，14）之间的导电连接。

10.根据权利要求9所述的分接开关，其中，具有电阻的所述开关部段（19）和/或所述至少一个负载开关部段（18）总共具有至少三个真空开关管（MSV₁，TTV_a，TTV_b），所述真空开关管能够以限定的时间偏移来开关。

11.根据权利要求10所述的分接开关，其中，具有电阻的所述开关部段（19）的两个所述真空开关管（TTV_a，TTV_b）彼此时间偏移地开关并且在任何时刻都不同时被断开。

12.根据权利要求1至11之一所述的分接开关，其中，存在恰好三个第一电接触元件（12）和/或恰好三个第二电接触元件（14）和/或恰好三个开关单元（17a，17b，17c），所述电接触元件和/或所述开关单元圆形地并且围绕负载切换器（10）的、中央的开关轴（8）偏移120°地设置。