EP2606499A1 - Laststufenschalter - Google Patents

Laststufenschalter

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EP2606499A1
EP2606499A1 EP11733581.0A EP11733581A EP2606499A1 EP 2606499 A1 EP2606499 A1 EP 2606499A1 EP 11733581 A EP11733581 A EP 11733581A EP 2606499 A1 EP2606499 A1 EP 2606499A1
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EP
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selector
load tap
transformer
diverter switch
winding
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EP11733581.0A
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Juergen Donhauser
Roland Meisel
Christian Pircher
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Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0011—Voltage selector switches

Definitions

  • the invention relates to an on-load tap-changer for uninterrupted switching between different winding taps of a tapped transformer
  • On-load tap-changers are known to be used for uninterrupted switching between different winding taps of a tapped transformer and thus for voltage regulation. They usually consist of a voter for the powerless pre-selection of those
  • Winding tap of the tapped transformer which is to be switched to, as well as a diverter switch for the actual uninterrupted switching from the previously connected winding tapping to the new, preselected winding tapping.
  • the diverter switch has the necessary for such an uninterrupted, fast switching components, in particular a force storage device, a drive shaft, switching contacts - this can be mechanical switching contacts, vacuum switching cells or thyristors -, and means for actuating the switch contacts in a predetermined switching sequence at each switching.
  • Known diverter switch also usually have its own oil vessel, usually in the form of a closed insulating cylinder, in which, separated from the surrounding oil of
  • Transformers all mentioned components are located. Directly below the diverter switch, but in the transformer oil, is the selector arranged, which is connected via a gear stage with the central drive shaft of the diverter switch.
  • the central drive shaft of the diverter switch is driven by a motor drive which is arranged outside the transformer tank and slowly draws up the energy accumulator by means of a linkage which is likewise guided along the transformer tank and at the same time also actuates the selector.
  • the central drive shaft is thus responsible for both the operation of the switching contacts of the diverter switch during the actual fast switching, as well as for the operation of the arranged directly below the diverter switch selector during the slow Aufziehvorgangs the force accumulator.
  • on-load tap-changers have been established on the market for decades and are known, for example, from the company publication "Oiltap® M on-load tap-changer for regulating transformers.”
  • a generic on-load tap-changer is shown, which has a diverter switch in the upper region, inside the insulating cylinder, and right at it then the connected via a gear stage with the drive shaft of the diverter switch voters.
  • Not shown in this illustration is the energy storage and by means of a linkage with this operatively connected motor drive.
  • tap-changer type G shows a typical arrangement of a generic on-load tap-changer in the configuration, i.e. the interaction
  • Step switch - control transformer As can be seen on the cover sheet, such a
  • On-load tap changer ie diverter switch and associated selector, arranged at a certain dielectric distance to the individual windings of the transformer within the transformer tank and the walls of the transformer housing.
  • the installation of the individual, dielectrically insulated copper lines from the corresponding winding taps of the control winding of the transformer takes a substantial space within the transformer
  • Transformer active part attached by the diverter but is not only time-consuming in its installation, but because of its required electrically conductive properties made of copper and thus very expensive.
  • Object of the present invention is therefore to provide an on-load tap-changer of the type mentioned above, which allows the transformer builder a more flexible design option of his transformer and also makes the space-consuming and expensive wiring with all of the diverter scaffold unnecessary.
  • This object is achieved by an on-load tap changer having the features of the first claim.
  • the subclaims relate to particularly preferred developments of the invention.
  • the general inventive idea is the previously static design of the
  • On-load tap changer consisting of diverter switch and directly below subsequent selector, dissolve and bring about a spatial separation of the two subassemblies diverter switch and selector by the voter is placed as close as possible to the winding taps of the control winding of the tapped transformer.
  • Winding taps of the control coil winding of the tapped transformer are shortened to a minimum, in particular, this makes the costly and expensive wiring with together with the diverter unnecessary.
  • the at least one selector is arranged directly on the winding taps of the control winding of the transformer, that is in its gusset.
  • transformer tank can be omitted and this instead in the already existing space of the gusset, directly to the winding taps of the control winding of the
  • the linkage which connects the motor drive with the energy storage of the diverter switch, directly inside the
  • Transformer boiler continued from the diverter switch to the selector and thus used in a particularly simple way to drive the voter.
  • the linkage is no longer, as before, performed on the outside of the transformer box along the top and connected there only to the energy storage of the on-load tap changer, but directly through a lateral wall of the transformer tank.
  • the diverter switch and the at least one selector are each actuated with a special drive, for example in the form of a direct drive motor. This makes the hitherto functionally necessary central motor drive together with elaborate linkage to the diverter switch dispensable and can be arranged directly above or below the diverter switch or the at least one selector. If the motor-driven direct drive is a linear or torque motor, the diverter switch can also be used for the otherwise functionally essential function
  • Figure 1 is a schematic representation of an on-load tap-changer according to the invention with spatially separated diverter switch and selector.
  • a transformer tank 1 is shown, in the interior of which a yoke 7 is located on the at least one winding, comprising a main winding and a control winding with
  • Winding taps 8 is arranged.
  • a motor drive 2 which establishes a linkage 3 via a linkage to a arranged in the interior of the transformer tank 1 diverter switch 4 and at least one selector 5.
  • diverter switch 4 which is shown in this figure 1 only in a very abstract form, it is an example of the already mentioned company publication "Oiltap® M on-load tap changer for control transformers" become known Applicant diverter 4.
  • This diverter switch 4 is via lines 6 is electrically connected to the corresponding selector 5.
  • the at least one selector 5 is connected directly to winding taps 8 of FIG.
  • the linkage 3 which is driven centrally via a single motor drive 2, is designed such that it is in operative connection both with the diverter switch 4 and with the at least one selector 5.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators. Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, die bisher statische Konstruktion des Laststufenschalters, besteht aus Lastumschalter und sich direkt darunter anschließendem Wähler, aufzulösen und eine räumliche Trennung der beiden Baugruppen Lastumschalter und Wähler herbeizuführen.

Description

Laststufenschalter
Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators
gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
Laststufenschalter dienen bekanntermaßen zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators und damit zur Spannungsregelung. Sie bestehen üblicherweise aus einem Wähler zur leistungslosen Vorwahl derjenigen
Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll, sowie einem Lastumschalter zur eigentlichen unterbrechungslosen Umschaltung von der bisherig beschalteten Wicklungsanzapfung auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung. Der Lastumschalter besitzt dazu die für eine solche unterbrechungslose, schnelle Umschaltung erforderlichen Bauteile, insbesondere einen Kraftspeicher, eine Antriebswelle, Schaltkontakte - dies können mechanische Schaltkontakte, Vakuumschaltzellen oder auch Thyristoren sein -, sowie Mittel zur Betätigung der Schaltkontakte in einer vorgegebenen Schaltsequenz bei jedem Umschaltvorgang.
Bekannte Lastumschalter weisen in der Regel zudem ein eigenes Ölgefäß, üblicherweise in Form eines geschlossenen Isolierstoffzylinders, auf, in dem sich, getrennt vom umgebenden Öl des
Transformators, alle genannten Bauteile befinden. Direkt unterhalb des Lastumschalters, allerdings im Transformatoröl, befindet sich der Wähler angeordnet, der über eine Getriebestufe mit der zentralen Antriebswelle des Lastumschalters verbunden ist. Getrieben wird die zentrale Antriebswelle des Lastumschalters über einen außerhalb des Transformatorkessels angeordneten Motorantrieb, der mittels eines ebenfalls am Transformatorkessel außen entlang geführten Gestänge den Kraftspeicher langsam aufzieht und dabei gleichzeitig auch den Wähler betätigt. Die zentrale Antriebswelle ist damit sowohl für die Betätigung der Schaltkontakte des Lastumschalters während der eigentlichen schnellen Umschaltung, als auch zur Betätigung des direkt unterhalb des Lastumschalters angeordneten Wählers während des langsamen Aufziehvorgangs des Kraftspeichers zuständig.
Derartige Laststufenschalter sind seit Jahrzehnten am Markt etablierte Produkte und beispielweise aus der Firmendruckschrift der Anmelderin„Oiltap® M Laststufenschalter für Regeltransformatoren" bekannt. Auf Seite 1 der Firmendruckschrift ist ein gattungsgemäßer Laststufenschalter gezeigt, der im oberen Bereich, innerhalb des Isolierzylinders, einen Lastumschalter aufweist und direkt daran anschließend den über eine Getriebestufe mit der Antriebwelle des Lastumschalters verbundenen Wähler. Nicht gezeigt in dieser Darstellung ist der Kraftspeicher und der mittels eines Gestänges mit diesem in Wirkverbindung stehende Motorantrieb.
Dieser beschriebene und seit Jahrzehnten im Stand der Technik gängige Aufbau ist jedoch für den Trafobauer platzraubend, da er einen relativ großen Bauraum innerhalb des Transformatorkessel einnimmt und damit die Freiheitsgrade des Trafobauers bei der Konstruktion des eigentlichen Transformators im platzmäßig beschränkten Transformatorkessel einschränkt. Letzen Endes deshalb, weil für den Ort der Platzierung des Laststufenschalters ein relativ großer Bauraum innerhalb des Transformatorkessels frei gelassen werden muss und dieser Raum noch dazu nicht flexibel gestaltbar ist, sondern durch den aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau des Laststufenschalters, bestehend aus Lastumschalter und direkte unterhalb angeordnetem Wähler, quasi vorgegeben ist.
Die Firmendruckschrift„Stufenschalter Typ G" der Anmelderin zeigt dabei eine typische Anordnung eines gattungsgemäßen Laststufenschalters in der Konfiguration, d. h. dem Zusammenspiel,
Stufenschalter - Regeltransformator. Wie auf dem Deckblatt ersichtlich, wird ein derartiger
Laststufenschalter, also Lastumschalter und dazugehöriger Wähler, in einem gewissen dielektrischen Abstand zu den einzelnen Wicklungen des Transformators innerhalb des Transformatorkessels und den Wandungen des Transformatorgehäuses angeordnet. Einen wesentlichen Platzbedarf innerhalb des Transformators nimmt dabei neben dem Laststufenschalter, bestehend aus Lastumschalter und sich direkt unterhalb anschließendem Wähler, die Installation der einzelnen, dielektrisch isolierten Kupferleitungen von den entsprechenden Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des
Transformators zu den jeweiligen Wählerkontakten in Anspruch. Die Leitungsführung, am
Transformatoraktivteil befestigt durch das Ableitgerüst, ist aber nicht nur zeitaufwändig in seiner Installation, sondern auf Grund seiner geforderten elektrisch leitenden Eigenschaften aus Kupfer gefertigt und damit sehr teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Laststufenschalter der eingangs genannten Art anzugeben, der dem Trafobauer eine flexiblere Gestaltungsmöglichkeit seines Transformators erlaubt und zudem die platzraubende und teure Leitungsführung mit samt des Ableitgerüstes entbehrlich macht. Diese Aufgabe wird durch einen Laststufenschalter mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, die bisher statische Konstruktion des
Laststufenschalters, bestehend aus Lastumschalter und sich direkt darunter anschließendem Wähler, aufzulösen und eine räumliche Trennung der beiden Baugruppen Lastumschalter und Wähler herbeizuführen, indem der Wähler dabei möglichst in der Nähe der Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des Stufentransformators angeordnet wird. Damit können die Verbindungsleitungen zwischen den entsprechenden Anschlusskontakten des Wählers und den einzelnen
Wicklungsanzapfungen der Regelwicklungswicklung des Stufentransformators auf ein Minimum verkürzt werden, insbesondere macht dies die aufwändige und teure Leitungsführung mit samt dem Ableitgerüst entbehrlich.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der wenigstens eine Wähler direkt an den Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des Transformators, also in dessen Zwickel, angeordnet. Indem der bisher vorgesehene Bauraum für den Wähler innerhalb des
Transformatorkessel damit wegfallen kann und dieser statt dessen in dem ohnehin vorhanden Bauraum des Zwickel, direkt an den Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung der
Transformatorwicklung, platziert wird, schafft die räumliche Auflösung der Baugruppen
Lastumschalter- Wähler im Transformatorkessel Platz.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gestänge, welches den Motorantrieb mit dem Kraftspeicher des Lastumschalters verbindet, direkt im Inneren des
Transformatorkessel vom Lastumschalter zum Wähler weitergeführt und damit auf besonders einfache Weise genutzt, auch den Wähler anzutreiben.
Nach einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Gestänge dabei nicht mehr, wie bisher, an der Außenseite des Trafokessels entlang zu dessen Oberseite geführt und dort erst mit dem Kraftspeicher des Laststufenschalters verbunden, sondern direkt durch eine seitliche Wandung des Transformatorkessels. Nach einer wiederum weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der Lastumschalter und der wenigstens eine Wähler jeweils mit einem speziellen Antrieb, beispielsweise in Form eines motorischen Direktantriebes, betätigt. Dieser macht den bisher funktional notwendigen zentralen Motorantrieb samt aufwändigem Gestänge zum Lastumschalter entbehrlich und kann direkt oberhalb oder unterhalb des Lastumschalters oder des wenigstens einen Wählers angeordnet werden. Handelt es sich bei dem motorischen Direktantrieb um einen Linear- oder Torquemotor, so kann bei dem Lastumschalter zudem auf den ansonsten funktional zwingend erforderlichen
Federkraftspeicher verzichtet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Figur noch beispielhaft näher erläutert.
Es zeigt
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Laststufenschalter mit räumlich getrenntem Lastumschalter und Wähler.
In Figur 1 ist ein Transformatorkessel 1 gezeigt, in dessen Inneren sich ein Joch 7 befindet, an dem wenigstens eine Wicklung, umfassend eine Stammwicklung und eine Regelwicklung mit
Wicklungsanzapfungen 8, angeordnet ist. An der äußeren seitlichen Wandung des Trafokessels 1 befindet sich weiterhin ein Motorantrieb 2, der über ein Gestänge 3 eine Wirkverbindung zu einem im Inneren des Transformatorkessels 1 angeordneten Lastumschalter 4 und wenigstens einem Wähler 5 herstellt. Bei dem Lastumschalter 4, der in dieser Figur 1 nur in sehr abstrahierter Form dargestellt ist, handelt es sich um einen beispielsweise aus der bereits genannten Firmendruckschrift„Oiltap® M Laststufenschalter für Regeltransformatoren" der Anmelderin bekannt gewordenen Lastumschalter 4. Dieser Lastumschalter 4 ist über Leitungen 6 mit dem entsprechenden Wähler 5 elektrisch verbunden. Erfindungsgemäß wird der wenigstens eine Wähler 5 direkt an Wicklungsanzapfungen 8 der
Regelwicklung des Transformators positioniert, was die Verbindungsleitungen zwischen den entsprechenden Anschlusskontakten des Wählers und den einzelnen Wicklungsanzapfungen 8 der Regelwicklung des Stufentransformators auf ein Minimum verkürzt. Insbesondere entfallen mit der erfindungsgemäßen Lösung die in der Installation aufwändigen und zudem teuren
Verbindungsleitungen mit samt dem Ableitgerüst. Das zentral über einen einzigen Motorantrieb 2 angetriebene Gestänge 3 ist derart ausgebildet, dass es sowohl mit dem Lastumschalter 4 als auch mit dem wenigstens einem Wähler 5 in Wirkverbindung steht.

Claims

Patentansprüche
1. Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen
Wicklungsanzapfungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators,
aufweisend wenigstens einen Wähler zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll,
und einen Lastumschalter zur eigentlichen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Wähler (5) und der Lastumschalter (4) räumlich getrennt voneinander angeordnet sind.
2. Laststufenschalter nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Wähler (5) im Transformatorkessel (1 ) des Stufentransformators angeordnet ist.
3. Laststufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Wähler (5) in unmittelbarer räumlicher Nähe der jeweiligen
Wicklungsanzapfungen (8) der Regelwicklung des Stufentransformators angeordnet ist.
4. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Wähler (5) und der Lastumschalter (4) über ein gemeinsames Gestänge (3) antreibbar sind.
5. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gestänge (3) durch die seitliche Wandung in den Transformatorkessel (1 ) geführt ist und zumindestens teilweise in diesem verläuft.
6. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der wenigstens eine Wähler (5) und der Lastumschalter (4) mit einem Linearmotor oder einem Torque-Motor betätigbar sind.
7. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Wähler (5) identisch ausgebildet sind.
EP11733581.0A 2010-08-18 2011-07-07 Stufentransformator mit laststufenschalter Active EP2606499B1 (de)

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KR (1) KR20130100097A (de)
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