EP2606497A1 - Stufenschalter - Google Patents

Stufenschalter

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Publication number
EP2606497A1
EP2606497A1 EP11734010.9A EP11734010A EP2606497A1 EP 2606497 A1 EP2606497 A1 EP 2606497A1 EP 11734010 A EP11734010 A EP 11734010A EP 2606497 A1 EP2606497 A1 EP 2606497A1
Authority
EP
European Patent Office
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tap changer
transformer
transformer tank
tap
oil
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11734010.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Dohnal
Hubert Haering
Karlheinz Lindl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202010011524U external-priority patent/DE202010011524U1/de
Priority claimed from DE202010012811U external-priority patent/DE202010012811U1/de
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP2606497A1 publication Critical patent/EP2606497A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H—ELECTRICITY
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/04—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings having provision for tap-changing without interrupting the load current
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0044—Casings; Mountings; Disposition in transformer housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling

Definitions

  • the invention relates to a tap changer for uninterrupted switching between
  • Winding taps of a tapped transformer Winding taps of a tapped transformer.
  • Such tap changers are known in principle as a built-in switch or as a wall-mounted switch.
  • a typical built-in switch usually has a diverter switch in a separate oil vessel for the actual uninterrupted load switching and arranged below a selector for preselecting the winding tap of the tapped transformer, to be switched to the following.
  • a built-in switch is, therefore the name, from above completely inserted and mounted in the oil-filled transformer tank. It is by the separate oil vessel of
  • a typical wall-mounted switch as known, for example, from the company publication of Reinhausen Manufacturing Inc.: "VACUTAP® RMV-A On-Load Tap-Changer for Regulating Transformers", has a separate, enclosing housing, usually made of sheet metal, and becomes The housing of such a mounting plate is filled with insulating oil and it is necessary to separate the electrical cables from the individual ones
  • Transformer board also referred to as a barrier board, to lead to the outside to the side mounted tap changer.
  • DE 29 23 170 describes such a transformer board, referred to therein as a "terminal board.” It is necessary, because the attached tap-changer is housed in a separate oil-filled housing that is separated from the oil-filled transformer tank by an oil-tight partition, wherein " Terminal board "connections are provided for connecting the transformer taps with the tap changer.
  • a tap changer does not have its own, completely enclosing housing more; this means that there is only one single oil vessel, namely that of the transformer, whose insulating oil also surrounds the built-in tap-changer or its components.
  • Step switch no separate, completely enclosing and sealing housing and thus no longer has separate oil volume, neither a transformer boards nor special seals are more necessary.
  • the tap changer thus does not have a separate oil tank; it can be particularly advantageous on or directly in the transformer, in its oil volume, arrange.
  • This solution according to the invention is also suitable for hermetic solutions.
  • the tap changer is used as a start-up switch on
  • the tap changer is inside the
  • Transformers arranged in the region of the gusset of transformer windings. This has the particular advantage of only short lines from the winding taps to the respective
  • Step switch Furthermore, there are best conditions for an ideal cooling, since the
  • Tap changer is located directly in the main oil flow of the transformer.
  • the tap changer is dissolved as a separate, complete unit with completely enclosing housing; Instead, separate, separate components, namely the diverter switch on the one hand and one or more voters on the other hand, provided.
  • These components without their own housing, which are advantageously designed as a kit, can be arranged at different locations on or in the transformer. This eliminates the costly cable gantries of the prior art.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a tap changer according to the invention as
  • Figure 2 shows a second embodiment as a built-in switch
  • Figure 3 shows a further embodiment as a built-in switch
  • Figure 4 shows another embodiment of a arranged in a transformer tank
  • Figure 5 shows another embodiment with separate voters and common
  • FIG. 7 shows another embodiment with three modular separate each single-phase selector and diverter switch components
  • Figure 8 shows another embodiment with three single-phase tap changers
  • Figure 9 shows another embodiment with a diverter switch with partially him
  • FIG. 1 shows a regulating transformer 1 which has a transformer tank 2 which completely surrounds it and is filled with insulating oil.
  • the transformer tank 2 In the transformer tank 2 are the
  • a step switch 4 is arranged laterally, which has a housing 5 enclosing it only partially.
  • the housing 5 faces with its open side an opening 6 in the transformer tank 2.
  • the tap changer 4 is therefore in communication with the oil volume in the interior of the transformer tank 2.
  • a seal 7 is provided which seals to the outside the junction between a flange 8 of the transformer tank 2 and a flange 9 of the housing 5 of the tap changer 4, but the common oil volume is not separated, so that - contrary to the prior art - no transformer board is necessary.
  • the described seal 7 serves here rather for sealing the single, total volume of oil to the outside. Shown are still the electrical connection lines 10 to the tap changer 4, which are not all provided with reference numerals for reasons of clarity.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a tap changer according to the invention as a built-in switch. Shown here is again a control transformer 1 with also a transformer tank 2, which completely surrounds it and receives the oil filling. Also shown are control windings 3.1, 3.2, 3.3 for the respective phases which have winding outlets, which in turn are electrically connected to the respective tap changer. Right in the area of each of these
  • control windings 3.1, 3.2, 3.3 are arranged according to the invention with a tap changer, which in each case has a selector 1 1.1... 11.3 and a diverter switch 12.1. It is also possible within the scope of the invention, the respective voters 11.1 ... 11.3 and the associated diverter switch 12.1 ... 12.3 each to a combined tap changer according to the load selector principle
  • each diverter switch 12.1 ... 12.3 is located directly in the transformer tank 2, a separate motor drive 13, 14, 15. This eliminates the required according to the prior art with an external motor drive drive linkage inside the transformer tank to the corresponding tap changers completely. Shown here is still arranged outside of the transformer tank 2, a control housing 16, which controls the electrical Control and display means for the respective motor drives 13 ... 15 receives.
  • the electrical connection lines to the motor drives 13 ... 15 are not shown here for reasons of clarity.
  • the motor drives 13 ... 15 are therefore arranged in insulating oil; it may be known asynchronous three-phase motors, stepper motors, torque motors or other drives.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention. Same components are the same
  • a single motor drive 13 is provided here in the interior of the transformer tank 2, the 13.1, 13.2, 13.3 on the corresponding diverter switch 12.1 ... 12.3 of the turn in the field of control windings 3.1 ... 3.3 arranged Step switch acts.
  • the embodiment shown in Figure 2 also has the advantage that can be omitted by the direct arrangement of modular motor drives on the respective tap changers and thus also in the oil-filled transformer tank - required by the prior art - drive linkage.
  • FIG. 4 schematically shows a transformer from above. It has a transformer tank 2 which is filled with insulating oil and in which the control windings 3 are located for all three phases. To the transformer tank, a receiving pocket 17 is formed, which receives the tap changer 4.
  • the tap changer 4 is connected via lines 18, which are not provided with reference numerals for reasons of clarity, with the Wicklungsaus effeten the control windings 3.
  • the tap changer 4, which here includes the selector 11 and the diverter switch 12, has no own housing, so that it is surrounded by the insulating oil in the transformer tank 2 with.
  • the receiving pocket 17 may in the context of the invention, any geometric expression It may also be dispensed with entirely, such that the tap changer 4 or certain components thereof are mounted directly inside the transformer tank 2.
  • FIG. 5 shows a further embodiment in which the tap changer is spatially separated into components: in each case a single-phase selector 11.1, 11.2, 1.3 is arranged in the region of the respective tap winding 3, while the diverter switch 12 - and only this - in the Receiving pocket 17 is arranged.
  • FIG. 6 shows a further embodiment in which three single-phase tap changer modules 4.1, 4.2, 4.3, each comprising a selector and a diverter switch, are arranged in the receiving pocket 17.
  • FIG. 7 shows a further embodiment in which three modular separate selectors 11.1, 11.2, 11.3 in the region of the step windings 3 and three likewise modular diverter switches 12.1, 12.2, 12.3 are arranged in the receiving pocket 17 away from it.
  • the advantage of this modular design is first the modular principle, which reduces the variety of types and thus reduces costs.
  • the tap changer 4 or its components 4.1, 4.2, 4.3 or 11.1, 11.2, 11.3; 12.1, 12.2, 12.3 at places favorable for him in or on the transformer tank 2, which also saves costs and construction volume.
  • FIG. 8 shows a further embodiment in which three separate receiving pockets 17. 1, 17. 2, 17. 3 are provided, which each accommodate a single-phase step switch module 4. 1, 4.
  • FIG. 9 shows a further embodiment in which a tap-changer 4 has its own, but only partially, d. H. not completely and oil-tight, enclosing housing 5 has.
  • This tap changer 4 is connected to a corresponding opening 6 of the transformer tank 2.
  • a seal 7 is required, the outward connection point between a flange 8 of the transformer tank 2 and a
  • Flange 9 of the housing 5 of the tap changer 4 seals, but also arises here common oil volume, so that no transformer board is necessary.
  • the described seal 7 serves here rather to seal the single, total volume of oil to the outside.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators, der einen ölgefüllten Transformatorkessel aufweist, wobei der Stufenschalter kein eigenes oder kein ihn vollständig umschließendes Gehäuse besitzt und mit der Ölfüllung des Stufentransformators in Verbindung stehend außen am oder im Inneren des Transformatorkessels angeordnet ist.

Description

Stufenschalter
Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen
Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators.
Solche Stufenschalter sind prinzipiell als Einbauschalter oder als Anbauschalter bekannt.
Ein typischer Einbauschalter besitzt üblicherweise einen Lastumschalter in einem separaten ölgefäß zur eigentlichen unterbrechungslosen Lastumschaltung und darunter angeordnet einen Wähler zur Vorwahl der Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die nachfolgend umgeschaltet werden soll. Ein solcher Einbauschalter wird, daher der Name, von oben vollständig in den ölgefüllten Transformatorkessel eingeführt und montiert. Dabei ist durch das separate Ölgefäß des
Lastumschalters gewährleistet, dass sich dessen Ölvolumen nicht mit dem umgebenden Isolieröl im Transformatorkessel vermischt. Dabei ist es generell notwendig, elektrische Leitungen als sog.
Leitungsgerüst von den einzelnen Wicklungsanzapfungen im Inneren des Transformators durch Transformatorkessel hin zum Stufenschalter zu führen
Ein typischer Anbauschalter, wie er beispielsweise aus der Firmendruckschrift der Reinhausen Manufacturing Inc.:„VACUTAP® RMV-A On-Load Tap-Changer for Regulating Transformers" bekannt ist, besitzt ein separates, umschließendes Gehäuse, in der Regel aus Blech, und wird seitlich an der Außenwandung des Transformators platziert. Das Gehäuse eines solchen Anbauschalters ist mit Isolieröl gefüllt. Auch hierbei ist es notwendig, die elektrischen Leitungen von den einzelnen
Wicklungsanzapfungen im Inneren des Transformators durch den gesamten Transformatorkessel hindurch und weiterhin zusätzlich durch ein abdichtendes sogen. Transformatoren-Board, auch als Barrier-Board bezeichnet, nach außen zum seitlich angebauten Stufenschalter zu führen. Die DE 29 23 170 beschreibt ein solches Transformatoren-Board, dort als„Klemmenbrett" bezeichnet. Es ist notwendig, weil der angebaute Stufenschalter in einem separaten ölgefüllten Gehäuse untergebracht ist, dass vom ebenfalls ölgefüllten Transformatorkessel durch eine öldichte Trennwand getrennt ist, wobei am„Klemmenbrett" die Anschlüsse zur Verbindung der Transformatorenanzapfungen mit dem Stufenschalter vorgesehen sind.
Sowohl das notwendige Leitungsgerüst als auch das Transformatoren-Board sind aufwändig und teuer. Weiterhin ist es beim gesamten Stand der Technik notwendig, einen separaten ölkreislauf für den Stufenschalter vorzusehen, der in der Regel auch ein separates Schutzrelais, eigene Rohrleitungen sowie einen separaten Ausdehner und auch separaten Luftentfeuchter enthält. Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile dieser bekannten Lösungen zu vermeiden und einen einfach aufgebauten, preisgünstigen Stufenschalter anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Stufenschalter mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß der Erfindung weist ein Stufenschalter kein eigenes, ihn vollständig umschließendes Gehäuse mehr auf; das bedeutet, dass es nur noch ein einziges ölgefäß gibt, nämlich das des Transformators, von dessen Isolieröl auch der an- oder eingebaute Stufenschalter oder dessen Komponenten umgeben sind.
Damit lässt sich der Stufenschalter besonders vorteilhaft z. B. an einer Trafo- bzw. Aufnahmetasche, d. h. einer Aussparung bzw. einem räumlichen Bereich, der vom Transformatorhersteller bei der Konzipierung des Transformatorkessels vorgesehen wird, anbringen. Dadurch, dass der
Stufenschalter kein separates, ihn vollständig umschließendes und abdichtendes Gehäuse und damit kein separates Ölvolumen mehr aufweist, sind weder ein Transformatoren-Board noch besondere Dichtungen mehr notwendig.
Gemäß der Erfindung weist der Stufenschalter also kein separates Ölgefäß auf; er lässt sich besonders vorteilhaft am oder direkt im Transformator, in dessen Ölvolumen, anordnen.
Dadurch, dass der Stufenschalter kein separates, ihn vollständig umschließendes und abdichtendes Gehäuse und damit kein separates ölvolumen mehr aufweist, sind die beschriebenen zusätzlichen Mittel entbehrlich.
Diese erfindungsgemäße Lösung ist auch für Hermetiklösungen geeignet. Das Volumen des
Transformatorkessels ist um Größenordnungen größer als das bisherige separate ölvolumen von
Stufenschaltern nach dem Stand der Technik, so dass eine eventuelle geringfügige Ölverschmutzung durch den Stufenschalter hingenommen werden kann. Dies besonders dann, wenn der Stufenschalter mit Vakuumschaltzellen statt mechanischer, lichtbogenerzeugender Kontakte ausgestattet ist. Aus der DE 10 2008 027 274 ist es zwar bereits bekannt, entgegen dem langjährigen Stand der
Technik eine Durchmischung der ölvolumen von Transformator und Stufenschalter zuzulassen, dies bezieht sich dort aber lediglich auf ein vorgeschlagenes gemeinsames Ölausdehnungsgefäß oberhalb des Transformators. Die Erfindung hingegen verzichtet konsequent auf ein separates Ölvolumen und ein eigenes Gehäuse des Stufenschalters selbst. Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Stufenschalter als Anbauschalter am
Transformator vorgesehen. Da ein gemeinsames Ölvolumen vorhanden ist, kann auf das nach dem Stand der Technik bisher erforderliche, oben diskutierte Barrier-Board verzichtet werden.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Stufenschalter im Inneren des
Transformators im Bereich der Zwickel der Transformatorwindungen angeordnet. Dies hat den besonderen Vorteil nur kurzer Leitungen von den Wicklungsanzapfungen hin zum jeweiligen
Stufenschalter. Weiterhin bestehen beste Voraussetzungen für eine ideale Kühlung, da der
Stufenschalter direkt im Hauptölstrom des Transformators liegt. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Stufenschalter als eigenständiges, komplettes Gerät mit komplett umschließenden Gehäuse aufgelöst; stattdessen sind separate, getrennte Komponenten, nämlich der Lastumschalter einerseits sowie ein oder mehrere Wähler andererseits, vorgesehen. Diese Komponenten ohne eigene Gehäuse, die vorteilhafterweise als Baukasten gestaltet sind, können an unterschiedlichen Orten am bzw. im Transformator angeordnet werden. Dadurch entfallen die aufwändigen Leitungsgerüste des Standes der Technik.
Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, bei bestimmten Ausführungsformen den jeweiligen Antriebsmotor direkt am Stufenschalter vorzusehen, d. h. unter Öl anzuordnen. Damit ist dann kein Antriebsgestänge mehr erforderlich, und es entfällt das bisherige Kuppeln.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stufenschalters als
Anbauschalter
Figur 2 eine zweite Ausführungsform als Einbauschalter
Figur 3 eine weitere Ausführungsform als Einbauschalter
Figur 4 eine weitere Ausführungsform eines in einem Transformatorkessel angeordneten
Stufenschalters
Figur 5 eine weitere Ausführungsform mit getrennten Wählern sowie gemeinsamen
Lastumschalter Figur 6 eine weitere Ausführungsform mit drei modularen einphasigen
Stufenschalterkomponenten
Figur 7 eine weitere Ausführungsform mit drei modular getrennten jeweils einphasige Wähler- sowie Lastumschalterkomponenten
Figur 8 eine weitere Ausführungsform mit drei einphasigen Stufenschaltern
Figur 9 eine weitere Ausführungsform mit einem Lastumschalter mit teilweise ihn
umschließendem Gehäuse.
In Figur 1 ist ein Regeltransformator 1 gezeigt, der einen ihn vollständig umschließenden, mit Isolieröl gefüllten Transformatorkessel 2 aufweist. Im Transformatorkessel 2 befinden sich die
Regelwicklungen 3 für alle drei Phasen. Am Transformator 1 ist seitlich ein Stufenschalter 4 angeordnet, der ein ihn nur teilweise umschließendes Gehäuse 5 besitzt. Das Gehäuse 5 ist mit seiner offenen Seite einer Öffnung 6 im Transformatorkessel 2 zugewandt. Der Stufenschalter 4 steht also mit dem Ölvolumen im Inneren des Transformatorkessels 2 in Verbindung. Zwar ist auch hier eine Dichtung 7 vorgesehen, die nach außen die Verbindungsstelle zwischen einem Anschlussflansch 8 des Transformatorkessels 2 und einem Anschlussflansch 9 des Gehäuses 5 des Stufenschalters 4 abdichtet, aber das gemeinsame Ölvolumen ist nicht getrennt, so dass - entgegen dem Stand der Technik - kein Transformator-Board notwendig ist. Die beschriebene Dichtung 7 dient hier vielmehr zur Abdichtung des einzigen, gesamten Ölvolumens nach außen. Dargestellt sind noch die elektrischen Verbindungsleitungen 10 hin zum Stufenschalter 4, die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht alle mit Bezugszeichen versehen sind.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stufenschalters als Einbauschalter. Gezeigt ist hier wiederum ein Regeltransformator 1 mit ebenfalls einem Transformatorkessel 2, der ihn vollständig umschließt und die ölfüllung aufnimmt. Dargestellt sind ebenfalls wieder Regelwicklungen 3.1 , 3.2, 3.3 für die jeweiligen Phasen, die Wicklungsausleitungen besitzen, die wiederum mit dem jeweiligen Stufenschalter elektrisch in Verbindung stehen. Direkt im Bereich jeder dieser
Regelwicklungen 3.1 , 3.2, 3.3 ist dazu erfindungsgemäß ein Stufenschalter angeordnet, der jeweils einen Wähler 1 1.1...11.3 sowie einen Lastumschalter 12.1...12.3 aufweist. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, die jeweiligen Wähler 11.1...11.3 und die dazugehörigen Lastumschalter 12.1...12.3 jeweils zu einem kombinierten Stufenschalter nach dem Lastwählerprinzip
zusammenzufassen. Direkt oberhalb jedes Lastumschalters 12.1...12.3 befindet sich direkt im Transformatorkessel 2 ein separater Motorantrieb 13, 14, 15. Damit entfallen die nach dem Stand der Technik mit einem außenliegenden Motorantrieb erforderlichen Antriebsgestänge ins Innere des Transformatorkessels zu den entsprechenden Stufenschaltern vollständig. Gezeigt ist hier noch, außerhalb des Transformatorkessels 2 angeordnet, ein Steuergehäuse 16, das die elektrischen Steuer- und Anzeigemittel für die jeweiligen Motorantriebe 13...15 aufnimmt. Die elektrischen Verbindungsleitungen hin zu den Motorantrieben 13...15 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt. Die Motorantriebe 13...15 sind demnach im Isolieröl angeordnet; es kann sich um bekannte Drehstrom-Asynchronmotore, Schrittmotore, Torquemotore oder andere Antriebe handeln.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Bauteile sind mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Abweichend von der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist hier im Inneren des Transformatorkessels 2 ein einziger Motorantrieb 13 vorgesehen, der über Gestänge 13.1 , 13.2, 13.3 auf die entsprechenden Lastumschalter 12.1...12.3 der wiederum im Bereich der Regelwicklungen 3.1...3.3 angeordneten Stufenschalter wirkt.
Sowohl die in Figur 2 als auch die in Figur 3 gezeigten Ausführungsformen eines Stufenschalters ohne ihn vollständig umschließendes eigenes Gehäuse besitzen gemeinsam mit dem sie
umschließenden Transformatorkessel 2 ein einziges, gemeinsames ölvolumen. Damit ist kein separater Ölkreislauf - wie nach dem Stand der Technik - mehr erforderlich, separate Rohrleitungen, Ausdehner, Schutzrelais, Luftentfeuchter usw., die bei bekannten Lösungen erforderlich sind, können entfallen. Durch die räumliche Nähe zwischen dem jeweiligen Stufenschalter bzw. dem jeweiligen einphasigen Stufenschaltermodul und der jeweiligen Wicklung, mit der, genauer gesagt deren Wicklungsausleitungen, er elektrisch in Verbindung steht, entfallen die - nach dem Stand der Technik erforderlichen - Leitungsgerüste durch den gesamten Transformatorkessel nach außen. Die erfindungsgemäßen Stufenschalter sind vollständig im Transformatorkessel 2 angeordnet.
Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform bietet darüber hinaus den Vorteil, dass durch die direkte Anordnung modularer Motorantriebe an den jeweiligen Stufenschaltern und damit ebenfalls im ölgefüllten Transformatorkessel die - nach dem Stand der Technik erforderlichen - Antriebsgestänge entfallen können.
In Figur 4 ist ein Transformator von oben schematisch gezeigt. Er weist einen Transformatorkessel 2 auf, der mit Isolieröl gefüllt ist und in dem sich die Regelwicklungen 3 für alle drei Phasen befinden. An den Transformatorkessel ist eine Aufnahmetasche 17 angeformt, die den Stufenschalter 4 aufnimmt. Der Stufenschalter 4 ist über Leitungen 18, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle mit Bezugszeichen versehen sind, mit den Wicklungsausleitungen der Regelwicklungen 3 verbunden. Der Stufenschalter 4, der hier den Wähler 11 sowie den Lastumschalter 12 umfasst, besitzt kein eigenes Gehäuse, so dass er vom Isolieröl im Transformatorkessel 2 mit umgeben ist. Die Aufnahmetasche 17 kann im Rahmen der Erfindung eine beliebige geometrische Ausprägung besitzen, sie kann auch ganz entfallen, derart, dass der Stufenschalter 4 oder bestimmte Komponenten davon direkt im Inneren des Transformatorkessels 2 befestigt sind.
In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der der Stufenschalter räumlich getrennt in Komponenten aufgelöst ist: jeweils ein einphasiger Wähler 11.1 , 11.2, 1 1.3 ist im Bereich der jeweiligen Stufenwicklung 3 angeordnet, während der Lastumschalter 12 - und nur dieser - in der Aufnahmetasche 17 angeordnet ist.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der drei einphasige Stufenschaltermodule 4.1 , 4.2, 4.3, jeweils umfassend einen Wähler und einen Lastumschalter, in der Aufnahmetasche 17 angeordnet sind.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der drei modulare separate Wähler 11.1 , 11.2, 11.3 im Bereich der Stufenwicklungen 3 und drei ebenfalls modulare Lastumschalter 12.1 , 12.2, 12.3 entfernt davon in der Aufnahmetasche 17 angeordnet sind.
Vorteilhaft an diesem modularen Aufbau ist zunächst das Baukastenprinzip, das die Typenvielfalt reduziert und damit die Kosten senkt. Für den Transformatorenhersteller ergibt sich zudem der große Vorteil, den Stufenschalter 4 oder dessen Komponenten 4.1 , 4.2, 4.3 bzw. 11.1 , 11.2, 11.3; 12.1 , 12.2, 12.3 an für ihn günstigen Stellen im oder am Transformatorenkessel 2 zu platzieren, was ebenfalls Kosten und Bauvolumen spart. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, den oder die Antriebe für den Stufenschalter oder seine Komponenten ebenfalls im ölgefüllten Transformatorkessel 2 vorzusehen.
Figur 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der drei separate Aufnahmetaschen 17.1 , 17.2, 17.3 vorgesehen sind, die jeweils ein einphasiges Stufenschaltermodul 4.1 , 4.2, 4.3 aufnehmen.
Auf die generellen Vorteile der Erfindung in diesen Ausführungsformen, die das zusammenhängende ölvolumen bietet, wurde bereits oben hingewiesen: Weder ein Transformatoren-Board noch besondere Dichtungen sind mehr notwendig.
Figur 9 schließlich zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Stufenschalter 4 ein eigenes, ihn aber nur teilweise, d. h. nicht vollständig und öldicht, umschließendes Gehäuse 5 aufweist. Dieser Stufenschalter 4 ist an einer entsprechenden Öffnung 6 des Transformatorkessels 2 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform ist zwar durchaus eine Dichtung 7 erforderlich, die nach außen die Verbindungsstelle zwischen einem Anschlussflansch 8 des Transformatorkessels 2 und einem
Anschlussflansch 9 des Gehäuses 5 des Stufenschalters 4 abdichtet, aber auch hierbei entsteht ein gemeinsames Ölvolumen, so dass kein Transformatoren-Board notwendig ist. Die beschriebene Dichtung 7 dient hier vielmehr zur Abdichtung des einzigen, gesamten ölvolumens nach außen.

Claims

Patentansprüche:
1. Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators, der einen ölgefüllten Transformatorkessel aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) kein eigenes oder kein ihn vollständig
umschließendes Gehäuse (5) besitzt
und dass der Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) mit der Ölfüllung des Stufentransformators (1 ) in Verbindung stehend angeordnet ist.
2. Stufenschalter nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) innerhalb des Transformatorkessels (2) oder direkt außen am Transformatorkessel (2) und jeweils mit dessen Ölfüllung in Verbindung stehend, angeordnet ist.
3. Stufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass er außen an einer Öffnung (6) des Transformatorkessels (2) angeordnet ist.
4. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Aufnahme des Stufenschalters (4; 4.1 , 4.2, 4.3) mindestens eine Aufnahmetasche (17) an dem Transformatorkessel (2) und mit ihm hinsichtlich der Ölfüllung mit ihm verbunden ist.
5. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass er im Inneren des Transformatorkessels (2) in räumlicher Nähe der Wicklungen (3; 3.1 , 3.2, 3.3) des Stufentransformators (1 ) angeordnet ist.
6. Stufenschalter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass er mehrere einphasige Module (4.1 , 4.2, 4.3) aufweist
und dass jedes Modul in räumlicher Nähe zu einer der Wicklungen (3.1 , 3.2, 3.3) angeordnet ist.
7. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) modular in mindestens einen Wähler (11 ; 11.1 , 11.2, 11.3) und mindestens einen Lastumschalter (12; 12.1 , 12.2, 12.3) aufgelöst ist.
8. Stufenschalter nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils der mindestens eine Wähler (11 ; 11.1 , 11.2, 11.3) im Bereich der Stufenwicklung bzw. -Wicklungen (3; 3.1 , 3.2, 3.3) angeordnet ist.
9. Stufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils ein Motorantrieb (13, 14, 15) direkt am jeweiligen Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) angeordnet ist, derart, dass eine direkte mechanische Verbindung des jeweiligen
Motorantriebes (13, 14, 15) mit dem jeweiligen Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) vorhanden ist.
10. Stufenschalter nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Motorantrieb (13, 14, 15) für den Stufenschalter (4; 4.1 , 4.2, 4.3) oder seine Komponenten (11.1 , 11.2,
11.3; 12.1 , 12.2,
12.3) ebenfalls im Transformatorkessel (2) angeordnet ist.
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