EP2663987A1 - Stufenschalter - Google Patents

Stufenschalter

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EP2663987A1
EP2663987A1 EP11802292.0A EP11802292A EP2663987A1 EP 2663987 A1 EP2663987 A1 EP 2663987A1 EP 11802292 A EP11802292 A EP 11802292A EP 2663987 A1 EP2663987 A1 EP 2663987A1
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EP
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oil
tap changer
flange
vessel
head
Prior art date
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EP11802292.0A
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Christian Böger
Toni Hottner
Martin Jatta
Philipp Lederer
Sebastian Rehkopf
Klaus Schlepp
Rolf Strempel
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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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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • 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
    • H01F27/14—Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling

Definitions

  • the invention relates to a tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a tapped transformer with a Olausdehnungsgefäß.
  • a tap changer which has a separate Olausdehnungsgefäß, which is located directly above the head of the tap changer.
  • This Olausdehnungsgefäß lies within the contour of the tap changer head.
  • the Olausdehnungsgefäß is designed as a separate vessel and connected via a pipe socket with the head of the tap changer and thus the oil volume.
  • Transformer boiler is sunk, be provided.
  • the oil flow line to the Olausdehnungsgefäß must be adapted in each individual case to the specific spatial relationships between tap changer head and Olausdehnungsgefäß. Although this latter adaptation is omitted in the well-known from DE 35 04 916 A1 design of ⁇ lausdehnungsgefäßes directly above the tap changer head, but there are corresponding flanges and a connecting pipe socket required.
  • Compensating device is mounted directly on the tap changer head. In this case
  • the object of the invention is to provide an oil-filled tap changer, which has a simple and inexpensive way means for oil expansion, without a spatially remote or otherwise independent Olausdehnungsgefäß is required. It is another object of the invention to provide an oil-filled tap changer, which allows mounting, dismantling and opening the lid, without previously a separate
  • the general inventive idea is to provide an oil conservator, open at the top and bottom, between the isolating cylinder of the tap changer and the tap changer head.
  • Such an embodiment according to the invention has a number of advantages: First of all, it allows a compact construction; no additional pipes or other connection and fastening means are required. A particularly small footprint can be achieved in that the oil conservator can be adapted in the invention to the contour, which is generally circular, of insulating and tap changer head.
  • the tap changer according to the invention moreover, no additional installation work on the oil conservator during assembly, disassembly or opening the step switch are required because the oil conservator as an integral
  • the tap changer Part of the tap changer is formed and can be handled together with this. So it is easily possible to open the tap-changer head and, through the oil conservator, to get to the inside of the oil vessel assemblies of the tap changer - a great advantage for example during maintenance. Finally, the invention allows a complete pre-assembly of the tap changer, then, including the integrated oil conservator, without further
  • Connection work can be used in the transformer tank.
  • FIG. 1 shows a tap changer according to the invention in perspective
  • Figure 2 is an oil conservator of such a tap changer alone.
  • a tap changer 1 which has in known manner an oil vessel 2, which receives the components of the tap changer. At its upper end, the oil vessel 2 has a ⁇ lgefäßflansch 3.
  • the upper terminal of the tap changer 1 forms a tap changer head 4, which has a top flange 5.
  • a motor drive not shown here can be arranged directly. It can also lead from there, also not shown drive train to a separate motor drive, which is usually attached to the outer wall of the transformer. In the prior art, this head flange 5 is directly with the ⁇ lgefäßflansch. 3
  • an oil conservator 6 which has an upper flange 7 and a lower flange 8.
  • the oil conservator 6 is arranged between tap changer head 4 and oil conservator 6.
  • the head flange 5 is bolted to the upper flange 7 of the oil conservator 6, the ⁇ lgefäßflansch 3, however, with the lower flange 8 of the oil conservator 6. This each oil-tight.
  • FIG. 2 shows the oil expansion tank 6 according to the invention once again alone. It has here as an advantageous feature at least one sight glass 9, and one or more pipe connections 10 to which, for example, a known pressure relief valve can be connected. Finally, it is advantageous to provide the oil expansion vessel 6 still separate crane eyelets 11, which facilitate lifting out.
  • a drive shaft 12 is still indicated, which runs in a known manner centrally through the oil vessel 2 and operates the tap changer 1 in a known manner.
  • This drive shaft 12 extends so far through the oil conservator 6 upwards that they can be mechanically connected to the drive in the tap changer head 4 readily, for example by a toothing 13 or other coupling option. It can be seen that in the tap changer 1 according to the invention by the integrated oil expansion vessel 6, the functionality is not affected.
  • Tap changer head 4 generated by a motor drive, not shown rotary motion is passed through the oil conservator 6 on the drive shaft 12 of the
  • the oil vessel 2 is completely oil-filled as usual; however, the oil level is only partially in the oil conservator 6, so there is a

Landscapes

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

Description

Stufenschalter
Die Erfindung betrifft einen Stufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators mit einem Olausdehnungsgefäß.
Bei Stufenschaltern, die in aller Regel mit Isolieröl gefüllt sind, besteht die Notwendigkeit, ein spezielles Volumen für die in Folge von Temperaturschwankungen auftretende
Ölausdehnung vorzusehen. Üblicherweise wird hierfür ein separates Olausdehnungsgefäß vorgesehen.
Aus der DE 20 2008 017 356 U1 ist die Anordnung eines solchen ölgefüllten Stufenschalters bekannt, wobei oberhalb des Stufenschalters ein Olausdehnungsgefäß angeordnete ist, das über eine Olströmungsleitung mit dem Olvolumen des Stufenschalters verbunden ist. Diese Olströmungsleitung enthält ferner ein Ölströmungsrelais, um z. B. übermäßige
Schaltgasentwicklungen erfassen zu können. Weiterhin ist im Olausdehnungsgefäß eine zusätzliche Druckentlastungseinrichtung vorgesehen, die bei plötzlich auftretendem
Überdruck, z. B. in Folge eines Kurzschlusses im Fehlerfall, den sofortigen Druckabbau zulässt. Aus der DE 10 2008 027 274 D3 ist eine weitere Anordnung eines ölgefüllten
Stufenschalters bekannt, wobei Stufenschalter als auch der Transformator, in den er eingebaut ist, nur ein einziges Olausdehnungsgefäß aufweisen. Auch hierbei sind
Rohrverbindungen hin vom hier gemeinsamen Olvolumen von Stufenschalter und
Transformator, hin zum Ausdehnungsgefäß erforderlich, und auch hierbei wird ein zusätzliches Ölströmungsrelais verwendet.
Aus der DE 35 04 916 A1 schließlich ist ein Stufenschalter bekannt, der ein separates Olausdehnungsgefäß aufweist, das sich direkt oberhalb des Kopfes des Stufenschalters befindet. Dieses Olausdehnungsgefäß liegt innerhalb der Kontur des Stufenschalterkopfes. Auch hier ist jedoch das Olausdehnungsgefäß als eigenständiges Gefäß ausgebildet und über einen Rohrstutzen mit dem Kopf des Stufenschalters und damit dessen Olvolumen verbunden.
Insgesamt besitzen diese aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen
verschiedene Nachteile. Es ist grundsätzlich erforderlich, am Kopf des entsprechenden Stufenschalters einen entsprechenden Anschlussflansch vorzusehen, diesen Anschlussflansch mit einer Rohrleitung zu verbinden, diese schließlich mit dem separaten Olausdehnungsgefäß zu verbinden. Weiterhin müssen separate Befestigungsmittel für das Olausdehnungsgefäß, das, anders als der Stufenschalter, nicht in den
Transformatorenkessel versenkt wird, vorgesehen werden. Die Ölströmungsleitung hin zum Olausdehnungsgefäß muss in jedem Einzelfall an die konkreten räumlichen Verhältnisse zwischen Stufenschalterkopf und Olausdehnungsgefäß angepasst werden. Diese zuletzt erwähnte Anpassung entfällt zwar bei der aus der DE 35 04 916 A1 bekannte Bauform des Ölausdehnungsgefäßes direkt oberhalb des Stufenschalterkopfes, jedoch sind auch dort entsprechende Flansche und ein verbindender Rohrstutzen erforderlich.
Schließlich ist aus der DE 10 2005 033 925 A1 noch ein weiterer Stufenschalter mit einem Olausdehnungsgefäß für Hermetikanwendungen bekannt. Dabei wird zur Aufnahme der thermisch bedingten Volumenschwankungen des Isolieröls die Bewegung eines
Faltenbalges genutzt. Die gesamte, das Olausdehnungsgefäß beinhaltende
Ausgleichsvorrichtung ist direkt auf den Stufenschalterkopf montiert. In dieser
Veröffentlichung ist zwar ausgeführt, eine umständliche Montage von Ausdehnungsgefäß und Rohrleitungen können entfallen, dies ist jedoch unzutreffend. Den Figuren dieser Veröffentlichung ist zu entnehmen, dass zwischen dem Stufenschalterkopf SK und der Ausgleichsvorrichtung, die darauf befestigt ist, sehr wohl ein Verbindungsflansch, dort mit F1 bezeichnet, notwendig ist. Dieser Verbindungsflansch stellt ein zusätzliches Bauteil dar, das eine separate Montage und sorgfältige Justierung erforderliche macht. Auch bei dieser Anordnung ist eine jeweilige Anpassung an die Platzverhältnisse am Transformator erforderlich, da das Olausdehnungsgefäß aus der Kontur des eigentlichen Stufenschalters herausragt. Ein weiterer Nachteil besteht - wie auch bei den anderen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen - darin, dass vor einer Montage, Demontage oder dem Öffnen des Stufenschalterkopfes das Olausdehnungsgefäß umständlich demontiert werden muss, damit der Stufenschalterkopf zugänglich wird und seinerseits geöffnet werden kann, um in das Innere des Stufenschalters zu gelangen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen ölgefüllten Stufenschalter anzugeben, der auf einfache und preisgünstige Weise Mittel zur Ölausdehnung aufweist, ohne dass ein räumlich entfernt angeordnetes oder sonstwie eigenständiges Olausdehnungsgefäß erforderlich ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen ölgefüllten Stufenschalter anzugeben, der ein Montieren, Demontieren und Öffnen des Deckels gestattet, ohne zuvor ein separates
Olausdehnungsgefäß entfernen bzw. später erneut montieren zu müssen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, ein Ölausdehnungsgefäß, oben und unten offen, zwischen dem Isolierzylinder des Stufenschalters und dem Stufenschalterkopf vorzusehen. Eine solche erfindungsgemäße Ausführung weist eine Reihe von Vorteilen auf: Zunächst einmal ermöglicht sie einen kompakten Aufbau; es sind keine zusätzlichen Rohre oder andere Verbindungs- und Befestigungsmittel erforderlich. Ein besonders geringer Platzbedarf lässt sich dadurch erreichen, dass das Ölausdehnungsgefäß bei der Erfindung an die Kontur, die in Regel kreisförmig ist, von Isolierzylinder und Stufenschalterkopf angepasst werden kann. Beim erfindungsgemäßen Stufenschalter sind zudem keinerlei zusätzliche Montagearbeiten am Ölausdehnungsgefäß bei Montage, Demontage oder Öffnen des Stufen Schalters erforderlich, da das Ölausdehnungsgefäß als integraler
Bestandteil des Stufenschalters ausgebildet ist und gemeinsam mit diesem gehandhabt werden kann. So ist es auf einfache Weise möglich, den Stufenschalterkopf zu öffnen und, durch das Ölausdehnungsgefäß hindurch, zu den im Inneren des Ölgefäßes befindlichen Baugruppen des Stufenschalters zu gelangen - ein großer Vorteil etwa bei Wartungen. Schließlich ermöglicht die Erfindung eine komplette Vormontage des Stufenschalters, der dann, einschließlich des integrierten Ölausdehnungsgefäßes, ohne weitere
Anschlussarbeiten in den Transformatorkessel eingesetzt werden kann.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen noch näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 einen erfindungsgemäßen Stufenschalter in perspektivischer,
schematischer Darstellung
Figur 2 ein Ölausdehnungsgefäß eines solchen Stufenschalters allein.
In Figur ist ein Stufenschalter 1 gezeigt, der auf an sich bekannte Weise ein Ölgefäß 2 besitzt, das die Bauteile des Stufenschalters aufnimmt. An seinem oberen Ende besitzt das Ölgefäß 2 einen Ölgefäßflansch 3. Den oberen Anschluss des Stufenschalters 1 bildet ein Stufenschalterkopf 4, der einen Kopfflansch 5 aufweist. Auf dem Stufenschalterkopf 4 kann direkt ein hier nicht dargestellter Motorantrieb angeordnet sein. Es kann auch von dort ein ebenfalls nicht dargestellter Antriebszug hin zu einem separaten Motorantrieb, der üblicherweise an der Außenwand des Transformators befestigt ist, führen. Beim Stand der Technik ist dieser Kopfflansch 5 direkt mit dem Ölgefäßflansch 3
verschraubt. Erfindungsgemäß ist jedoch ein Ölausdehnungsgefäß 6 vorgesehen, das einen oberen Flansch 7 und einen unteren Flansch 8 aufweist. Das Ölausdehnungsgefäß 6 ist zwischen Stufenschalterkopf 4 und Ölausdehnungsgefäß 6 angeordnet. Dabei ist der Kopfflansch 5 mit dem oberen Flansch 7 des Ölausdehnungsgefäßes 6 verschraubt, der Ölgefäßflansch 3 hingegen mit dem unteren Flansch 8 des Ölausdehnungsgefäßes 6. Dies jeweils öldicht.
Figur 2 zeigt das erfindungsgemäße Ölausdehnungsgefäß 6 noch einmal allein. Es besitzt hier als vorteilhaftes Merkmal mindestens ein Schauglas 9, sowie einen oder mehrere Rohrleitungsanschlüsse 10, an die beispielsweise ein bekanntes Druckentlastungsventil angeschlossen werden kann. Schließlich ist es vorteilhaft, am Ölausdehnungsgefäß 6 noch separate Kranösen 11 vorzusehen, die ein Herausheben erleichtern. In dieser Darstellung ist noch eine Antriebswelle 12 angedeutet, die auf bekannte Weise zentrisch durch das Ölgefäß 2 verläuft und auf bekannte Weise den Stufenschalter 1 betätigt. Diese Antriebswelle 12 reicht soweit durch das Ölausdehnungsgefäß 6 nach oben, dass sie ohne weiteres mit dem Antrieb im Stufenschalterkopf 4 mechanisch verbunden werden kann, etwa durch eine Verzahnung 13 oder eine andere Kupplungsmöglichkeit. Es ist zu sehen, dass beim erfindungsgemäßen Stufenschalter 1 durch das integrierte Ölausdehnungsgefäß 6 die Funktionalität nicht beeinträchtigt wird. Die am
Stufenschalterkopf 4 von einem nicht dargestellten Motorantrieb erzeugte Drehbewegung wird durch das Ölausdehnungsgefäß 6 hindurch auf die Antriebswelle 12 des
Stufenschalters 1 übertragen. Das Ölgefäß 2 ist wie üblich vollständig ölgefüllt; hingegen reicht der Ölpegel nur teilweise in das Ölausdehnungsgefäß 6, so dass dort ein
ausreichendes Luftvolumen verbleibt, um Volumenschwankungen des Isolieröles
aufzunehmen.

Claims

Patentansprüche
1. Stufenschalter (1) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen
Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators,
aufweisend ein Ölgefäß (2), das die Bauteile des Stufenschalters (1) aufnimmt und einen oberen Ölgefäßflansch (3) besitzt,
aufweisend oberhalb des Ölgefäßes (2) einen Stufenschalterkopf (4) mit einem Kopfflansch (5),
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Ölgefäß (2) und Stufenschalterkopf (4) ein Olausdehnungsgefäß (6) mit einem oberen Flansch (7) und einem unteren Flansch (8) vorgesehen ist,
dass der obere Flansch (7) des Olausdehnungsgefäßes (6) mit dem Kopfflansch (5) mechanisch und öldicht verbunden ist
und dass der untere Flansch (8) des Olausdehnungsgefäßes (6) mit dem oberen
Ölgefäßflansch (3) mechanisch und öldicht verbunden ist.
2. Stufenschalter (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Olausdehnungsgefäß (6) zylindrisch ausgebildet ist.
3. Stufenschalter (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Durchmesser des Olausdehnungsgefäßes (6) zumindestens annähernd dem des Ölgefäßes (2) entspricht.
4. Stufenschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Olausdehnungsgefäß (6) mindestens ein Schauglas (9) und/oder mindestens einen Rohrleitungsanschluss ( 0) besitzt.
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