EP3827271A1 - Prüfvorrichtung, verfahren und system zum prüfen eines mehrphasen-stufenschalters eines mehrphasen-transformators - Google Patents

Prüfvorrichtung, verfahren und system zum prüfen eines mehrphasen-stufenschalters eines mehrphasen-transformators

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Publication number
EP3827271A1
EP3827271A1 EP19729546.2A EP19729546A EP3827271A1 EP 3827271 A1 EP3827271 A1 EP 3827271A1 EP 19729546 A EP19729546 A EP 19729546A EP 3827271 A1 EP3827271 A1 EP 3827271A1
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EP
European Patent Office
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multiphase
phase
transformer
phases
tap
Prior art date
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Pending
Application number
EP19729546.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich Kaufmann
Dirk FLAX
René SAPETSCHNIG
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.)
Omicron Electronics GmbH
Original Assignee
Omicron Electronics GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Omicron Electronics GmbH filed Critical Omicron Electronics GmbH
Publication of EP3827271A1 publication Critical patent/EP3827271A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/62—Testing of transformers
    • 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
    • H01H2009/0061—Monitoring tap change switching devices

Definitions

  • Test device method and system for testing a
  • the invention is in the field of energy technology and relates in particular to methods, devices and systems for testing a multiphase tap changer of a multiphase transformer.
  • Multi-phase transformers are usually used in energy supply networks to transfer electrical energy from one part of the energy supply network to another part for several phases of such an energy supply network and thereby convert the voltages and currents of one part of the energy supply network into voltages and currents for the other part of the energy supply network
  • a transformer has a transformation ratio, which denotes the ratio between the electrical voltages on one side and on the other side of the transformer.
  • the side of the transformer, in which the electrical voltage is higher, is usually referred to as the high-voltage side and the other side as the low-voltage side.
  • a three-phase transformer can be connected with its high-voltage side to a three-phase extra-high voltage network for energy supply and convert these three phases of the extra-high voltage to a lower voltage on its undervoltage side - that is, transform - which in turn can be connected to a three-phase high-voltage network.
  • the two sides of a transformer can also be called the primary side and the secondary side.
  • the primary side designates that side of the transformer at which electrical energy is fed in, so that it can correspond in particular to the high-voltage side.
  • To customize the A transformer can have a primary winding per phase, which is designed as a step winding with several taps, and a tap changer, which is set up to switch between these taps.
  • a corresponding multiphase transformer has such primary windings designed as step windings correspondingly for each of its phases.
  • a transformer test can determine the properties of a transformer, which may be necessary for the development of a transformer, to ensure its operational safety, to control it, to maintain it, to manage the product life cycles of such transformers, or for other reasons.
  • Properties of such a transformer can be, in particular, its resistance, its transformation ratio or its inductance and / or in the case of a transformer with a tap changer, for example, the switching behavior of the tap changer.
  • a transformer test To carry out a transformer test, it is usually connected to one or more test devices per phase and a test method is carried out, different configurations of the transformer, the test device and / or the electrical connections between them often being required for different properties.
  • the invention has for its object to improve the testing of a multi-phase transformer with a multi-phase tap changer and in particular to simplify the testing, to make it more efficient or the significance of the test with respect to the individual phases and / or the switching behavior of the multi-phase tap changer to increase.
  • the invention achieves the object in each case by a method for testing a multiphase tap changer of a multiphase transformer, by a test device for testing a multiphase tap changer of a multiphase Transformer and through a corresponding system depending on the teaching of one of the main claims.
  • Advantageous embodiments, further developments and variants of the present invention are the subject of the subclaims in particular.
  • a first aspect of the invention relates to a method for testing a multiphase tap changer of a multiphase transformer.
  • a multi-phase transformer has a primary winding and a secondary winding for each of its phases and a leg made of magnetic material which extends through the primary and secondary windings.
  • the primary windings are designed as step windings with at least one and a further tap, the multi-phase tap changer being set up to switch between the at least one and the further tap.
  • the method comprises feeding a test signal for each phase of the multiphase transformer into the respective primary winding via the multiphase tap changer.
  • the process always short-circuits the secondary winding of at least two phases.
  • the multi-phase tap changer is actuated in order to simultaneously switch between the at least one tap and the further tap for the at least two of the phases.
  • the multiphase step switch but in some advantageous variants also beforehand and / or subsequently - an electrical measurement variable with respect to the primary windings for the at least two of the phases is recorded.
  • a “multi-phase transformer” is to be understood as a transformer for several phases, for which purpose it has a primary winding and a secondary winding for each phase.
  • a leg made of magnetic material extends through the primary winding and the secondary winding, in particular to increase the magnetic flux density and thus specifically the coupling of the primary and the secondary winding.
  • the legs on both sides of the primary and secondary windings are each connected by a common yoke in order to connect the source-free magnetic flux per leg via the other legs and the yoke on one side and the yoke on the other side of the primary and secondary windings one close magnetic circuit.
  • the other legs serve as reflux legs for each leg.
  • additional reflux legs can advantageously be saved and / or a slightly asymmetrical feed or a slight unbalanced load can be compensated for by the magnetic fluxes coupled to one another.
  • a “multi-phase tap changer” is to be understood as meaning at least one tap changer which is designed for each of its phases to switch between at least two taps of the respective primary winding designed as a tap winding.
  • the tap changer can be designed as an on-load tap changer for uninterrupted switching and / or have a load switch and a selector.
  • the selector can enable a selection between different gear ratios by means of several circuits on several taps - for example three or more taps - while the load switch enables switching between two gear ratios selected via the selector without interruption.
  • the tap changer or the load switch can also have two load resistors, in particular to dampen current peaks or voltage peaks when switching over and / or to enable switching from one gear ratio to another gear ratio with an intermediate state in which both gear ratios are selected via the load resistors.
  • the resistances of the tap changer that occur when switching over and, if applicable, also the respective resistance for a transmission ratio are also referred to as transition resistances or as a (temporal) course of the transition resistance.
  • a multi-phase tap changer is preferably set up to switch the individual phases synchronously with the other phases, at least when it is operating properly, as a result of which asymmetrical translations can be avoided.
  • a multi-phase tap changer can also consist of several tap changers, each for one phase, which are preferably synchronized with one another in order to enable a corresponding synchronous switchover.
  • this synchronicity - i.e. the synchronous switching - can be caused, for example, by the aging of such a multi-phase Tap changer and or due to mechanical or electrical tolerances deviate from the ideal.
  • short-circuiting means at least the production of an electrically conductive path with a low resistance.
  • the electrically conductive path can therefore establish an almost perfect electrical connection with respect to the winding of a transformer.
  • the short-circuiting of this winding is almost perfect in particular if the resistance via the short-circuit is significantly less than the resistance of the winding, that is to say in particular by a factor of 7.20, 100 or 1000.
  • the electrical current can also be measured along the short-circuit path - preferably by inductive and therefore resistance-free measurement - or the electrical voltage via the short-circuit path, in particular to determine the short-circuit resistance and / or the voltage drop across the short-circuit and thus the quality of the short-circuit.
  • An advantage of the detection of the electrical measured variable of the primary windings for the at least two of the phases can be, in particular, that this measured variable can be recorded for these two phases at the same time, which in particular can reduce the time required to carry out a transformer test.
  • the behavior of the switching can be determined at least for these two phases at the same time by detecting during the actuation of the multiphase step switch. This makes it possible to check whether the changeover actually takes place without interruption and / or how the gear ratios change during the changeover. It is also possible to measure the switching resistances or load resistances of the tap changer.
  • An advantage of short-circuiting can in particular be that the short-circuited secondary windings counteract a change in the magnetic flux, as a result of which the coupling between the primary windings - in particular via the legs and the yokes - can be reduced and / or the primary windings of the at least two of the phases such as behave independent chokes, the inductance of which at least essentially corresponds to the leakage inductance - but not to the full inductance of the transformer or the respective leg.
  • the measured variable to be recorded for at least substantially decouple one of the at least two of the phases from the detected electrical measurement variable of the other phase, as a result of which the changes in the measured variable due to the switching over of one phase can be distinguished from the changes in the other electrical measurement variable due to the switching over in the other phase.
  • the reduced inductance also allows the switchover behavior to be better resolved via the electrical measured variable recorded in each case.
  • the method furthermore has such a stamping of a direct current per phase into the respective primary winding before the short-circuiting of the secondary windings, so that when the short-circuiting occurs, the multiphase transformer is at least essentially stationary.
  • a stationary multiphase transformer is at least to be understood to mean that it is in a stationary state and in particular the respective magnetic flux through the respective primary winding and the respective leg per phase is at least substantially constant.
  • the magnetic material of the leg can be in magnetic saturation.
  • the respective test signal in which a direct current is impressed per phase, can at least substantially correspond to the respectively impressed direct current.
  • the multiphase transformer it is possible for the multiphase transformer to remain in a stationary or at least quasi-steady state when feeding in the test signal and when detecting the electrical measurement variable and / or short-circuiting the respective secondary windings, so that any changes in the electrical measurement variable are made - in particular targeted - Changes in the test signal and / or the actuation of the multi-phase step switch result.
  • the method in which a direct current is impressed into the primary winding, has a detection of the electric current fed in for the injection or the electrical voltage applied across the respective primary winding during the injection.
  • a criterion is that the multiphase transformer is at least essentially stationary, that the voltage value of a current source that feeds the electrical current has converged to a certain value and / or essentially no longer changes, that is is stationary.
  • a corresponding criterion can be that the fed-in current has reached an at least substantially constant value.
  • the current or the voltage can be applied over a predetermined period of time, which is chosen to be so large, for example based on empirical values, that the multiphase transformer is then stationary. In this advantageous manner, it can be ensured and / or checked whether the multiphase transformer is in a steady state.
  • the respective test signal for each phase is a respective direct current with a predetermined current strength.
  • the detected electrical measurement variable for each of the at least two of the phases is in each case the electrical voltage which is present across the respective primary winding and the multiphase step switch.
  • the respective direct current can be fed in as a respective test signal from a current source, as a result of which the electrical voltage across the respective primary winding can be used as the detected electrical measurement variable.
  • the power fed into the power source can be checked, in particular in conjunction with a voltage limitation, thus preventing the transformer from being destroyed during testing.
  • the electrical voltage recorded as the measured electrical variable can also enable a resolution of the switchover behavior of the multiphase step switch that is particularly good compared to other measured variables, in particular making it possible to draw conclusions about its switching behavior and / or its components and their state.
  • the method further comprises: determining the time profile of the electrical resistance of the respective primary winding on the basis of the respective current strength and electrical voltage, ie in particular Basis of the respectively predetermined current strength and the detected electrical voltage.
  • some variants can have an output of the time profile of the electrical resistance for the at least two of the phases.
  • An advantage of the electrical resistance can be, in particular, that it allows particularly good conclusions to be drawn about the components of the tap changer and the transformer. Outputting the time profile of the electrical resistance for the at least two of the phases can also make it possible to analyze the switching behavior and in particular the time behavior when switching, and in particular to compare the behavior with respect to these two phases.
  • Some embodiments also have a determination of the time profile of the electrical measured variable detected in each case of the at least two phases.
  • the properties of the multiphase transformer and / or the multiphase tap changer can be resolved as a function of the changeover process, so that in particular it can be determined how the transformer behaves during the changeover and / or how the transformation ratio and / or or changed the transmission of electrical energy.
  • Some embodiments include determining a synchronicity of switching between the at least one tap and the further tap for the at least two of the phases on the basis of a comparison of the temporal profiles of the electrical measured variable for the at least two of the phases.
  • the synchronicity when switching is determined by the multi-phase tap changer. It is advantageously not important that the switching by the multiphase step switch always takes place in absolute times or in relative times from the start of the test process. Rather, in this advantageous manner, the switching and its time sequence for the at least two of the phases can be determined relative to one another. This can be particularly advantageous if the multi-phase tap changer has different time sequences, for example due to mechanical tolerances or fluctuations.
  • An advantage of this in cooperation with the short-circuiting of the secondary windings can in particular lie in the fact that the detected electrical measured variables are decoupled from one another with respect to the at least two of the phases and thus the behavior of the multiphase step switch when switching over with respect to one of the at least two of the phases compared to and / or can be resolved and / or differentiated relative to the other.
  • a direct current with such a current strength is impressed for each primary winding, so that these direct currents correspond to an electrical current through the primary windings at a time when the multiphase transformer is operating symmetrically.
  • the correspondence of the direct currents in symmetrical operation can be based on the absolute currents in real operation or, in some variants, can advantageously be designed such that the ratios of the currents correspond to real operation, but are absolutely smaller.
  • a test carried out in this way is particularly comparable to a real operation of the multiphase transformer with the multiphase tap changer.
  • the test signals are selected so that they correspond to an electrical current or an electrical voltage during symmetrical operation of the multiphase transformer.
  • the multi-phase transformer is a three-phase power transformer with a corresponding three-phase tap changer educated.
  • all three phases of a conventional energy supply network can be transformed into corresponding phases with a different current strength, a different voltage or a galvanic isolation for a further energy supply network, a consumer or a further part of the energy supply network.
  • An advantage of the three-phase tap changer can be, in particular, that it can be used to adapt the gear ratios for all three phases, in particular synchronously, which enables an uninterrupted and / or symmetrical switching of the gear ratios for all phases.
  • the multi-phase transformer is designed as a three-phase power transformer, that is to say as a three-phase transformer
  • a direct current with a predetermined current strength is impressed into the three primary windings of the three-phase transformer.
  • One of the direct currents has an opposite polarity to the other two direct currents, or its predetermined current intensity has an opposite sign.
  • all three secondary windings of the three-phase transformer are short-circuited after the DC currents have been impressed and before the three-phase tap changer is actuated. In this advantageous manner, the direct currents can be impressed particularly quickly compared to differently selected polarities and / or a particularly high magnetic flux can be achieved.
  • a core of the transformer that is to say in particular the legs made of magnetic material, can be magnetized particularly high or particularly quickly and can also be magnetically saturated.
  • the magnetic fluxes in particular couple and support each other through the three legs of the three-phase transformer.
  • One of the legs has a magnetic flux in a direction that corresponds to the polarity of the direct current through the primary winding from this leg, while the magnetic flux through the other two legs, the primary windings of which direct current of opposite polarity flows through, points in the opposite direction ,
  • the shorting occurs for all secondary windings of the multi-phase transformer.
  • the electrical measured variables for all phases can be recorded at the same time, these being decoupled from one another by short-circuiting.
  • the testing of the multiphase transformer with the multiphase tap changer can be carried out particularly quickly and therefore efficiently.
  • the secondary windings form the first pair of secondary windings from the at least two of the phases.
  • the method is additionally carried out for at least a second pair of secondary windings. In this advantageous manner, the method can be carried out iteratively in pairs for further phases and accordingly for a second, and possibly a further pair of secondary windings.
  • the method is carried out in pairs for secondary windings, the method is carried out in pairs for further pairs of secondary windings until a chain of overlapping pairs results, which comprises all secondary windings.
  • a chain of overlapping pairs results, which comprises all secondary windings.
  • An advantage of the paired design and the chain of overlapping pairs can be, in particular, that the timing behavior of the switching of the multiphase tap changer can also be determined if its behavior changes for several passes of the method, since in particular one of the secondary windings or In each case, a measured variable measured with respect to the primary winding assigned to the secondary winding can serve as a reference for the other, and so the behavior can first be determined in pairs relative to one another and the chain of overlapping pairs finally extends the relative assignment to all phases.
  • the method can also be carried out instead of pairs with triples, quadruples, quintuples etc. of secondary windings.
  • a second aspect of the invention relates to a system which comprises a multiphase transformer with a multiphase tap changer, a test device and Electrical connection means for releasably connecting the multi-phase transformer to the test device.
  • the multiphase transformer has a primary winding and a secondary winding for each of its phases and a leg made of a magnetic material and extending through the primary and secondary windings.
  • the primary windings are designed as step windings, each with at least one tap and a further tap.
  • the multi-phase tap changer is set up to switch between the at least one and the further tap.
  • This testing device is set up to carry out a method according to the first aspect of the invention and / or has corresponding features.
  • the primary windings in cooperation with their respective legs, have a main inductance of at least 500 H (Henry), especially at least 1000 H.
  • the short circuit across the respective secondary winding can also be designed such that the inductance is reduced.
  • the reduction can have a factor of at least 10: 1, in particular 50: 1 and furthermore 100: 1, so that the inductance in the case of short-circuited secondary windings is reduced to approximately 50 H or less, in particular to less than 1 H, which in corresponds to some variants of a leakage inductance of the multiphase transformer or its primary windings.
  • the primary windings have a DC resistance of at most 33 ohms, particularly less than 10 ohms, further less than about or exactly 1 ohm.
  • the direct current can be 1 A (amper) or less, in particular less than or exactly 10 mA.
  • the direct current can be selected such that it saturates a magnetic core of the multiphase transformer - in particular having the legs and yokes - when impressed.
  • the multi-phase transformer can also be designed such that a direct current of less than 50 mA, in particular less than about 10 mA, saturates the magnetic core, in particular the legs, through the primary windings.
  • An advantage of a direct current as a test signal and possibly for saturation can in particular lie in the fact that the power loss and in particular the electrical power in the short-circuited secondary windings can be reduced, which makes it possible to carry out the testing of the multi-stage switch without interruptions for cooling the multi-phase transformer , The energy requirement for carrying out the test can also be reduced in this way, which means that a more efficient method and / or a simplified test device which is therefore easier to manufacture / requires less resources can be achieved.
  • a third aspect of the invention relates to a test device for testing a multiphase tap changer of a multiphase transformer.
  • the multiphase transformer has a primary winding and a secondary winding as well as a leg made of a magnetic material for each of its phases, which extends through the primary winding and the secondary winding.
  • the primary windings are designed as step windings with at least one and a further tap and the multi-phase tap changer is set up to switch between the at least one and the further tap.
  • the testing device each has a test signal source for feeding a test signal into the respective primary winding and Primary connections for releasably connecting the respective test signal source to the respective primary winding and the respective part of the multi-phase tap changer at least for each phase of the multi-phase transformer and / or in total at least two of each.
  • the test device has at least two switching means for short-circuiting each of the secondary windings of at least two of the phases of the multi-phase transformer and secondary connections for releasably connecting the at least two switching means to each of the secondary windings of the at least two of the phases.
  • the test device has an actuating device for automatically actuating the multiphase step switch.
  • the test device has a measuring device for detecting an electrical measurement variable with respect to the primary windings for the at least two of the phases or a corresponding measuring device for each phase.
  • the switching means can be designed as automatically switchable relays or FETs; or alternatively as a manual switch.
  • a low resistance in the switched state is advantageous here, in particular in order to short the secondary windings particularly effectively.
  • An advantage of the switching means for short-circuiting and / or the actuating device can be, in particular, that the testing of the multiphase tap changer of the multiphase transformer can be carried out automatically.
  • a fourth aspect of the invention relates to a test device for testing a multiphase tap changer of a multiphase transformer, which has a control device.
  • the test device is set up for a method according to the first aspect of the invention, the control device being set up to control the execution of the method.
  • the testing device is designed in some variants in accordance with the testing device of the third aspect of the invention.
  • the testing device has separate measuring connections for the measuring device or the measuring devices, these being separated in particular from the respective test signal sources and their primary connections.
  • the test signals and in particular electrical variables which result from the properties of the connecting means used in each case for connecting the primary connections to the primary windings, influence or falsify the detection of the electrical variables with respect to these primary windings.
  • test signal sources are each designed as current sources.
  • the test signal sources have a predetermined attenuation.
  • the test signal sources designed as current sources have a certain, finite internal resistance.
  • Methods, devices and systems according to embodiments and the following exemplary embodiments make it possible, in particular, to carry them out testing of multi-phase transformers with multi-phase tap changers and can make this more efficient, safer or more reliable.
  • some embodiments and / or exemplary embodiments of the method can be carried out at least partially in an automated manner.
  • a device or a system or a part thereof can be set up to automatically carry out process parts, or process parts can be carried out automatically by means of these devices, systems or parts thereof.
  • “automatic” is at least to be understood to mean that a part of a method, in particular a method step or a process in the method, and / or a functionality of a device - in particular a test device - can be carried out without human intervention.
  • Connections and couplings between functional units and elements shown in the figures can also be implemented as indirect connections or couplings.
  • data connections can be wired or wireless, in particular as a radio connection.
  • Certain connections, for example electrical connections, for example for energy supply, may also not be shown for the sake of clarity.
  • a system 1 according to an embodiment of the present invention is shown schematically.
  • the system 1 has a test device 100, a multiphase transformer 200 with a multiphase step switch 260 and connecting means 300, 306 for releasably connecting the multiphase transformer 200 to the test device 100.
  • the electrical connection means 300 can be designed as insulated cables.
  • the connection means 306 for the tap changer can also be designed as an electrical connection means by means of which control signals are transferable between tester 100 and tap changer 260; alternatively or additionally, the connecting means 306 for the tap changer can also be designed as a mechanical or optical connection or not be present in other variants, in which case the tap changer 260 is actuated manually or by another device.
  • the multi-phase transformer 200 is designed in some variants, as shown in FIG. 1, as a three-phase transformer - in particular as a power transformer in a star connection.
  • the multiphase transformer 200 has a primary winding 21 1, 221, 231 and a secondary winding 212, 222, 232 for each of its phases, that is to say in particular for three phases.
  • one leg 214 made of a magnetic material extends through the primary winding 21 1 and the secondary winding 212, correspondingly another leg 224 made of magnetic material extends through the primary winding 221 and through the secondary winding 222; finally, another leg 234 made of magnetic material extends through the primary winding 231 and through the secondary winding 232.
  • the multiphase transformer 202 has yokes 240, 242 which magnetically connect the legs 214, 224, 234 to one another and thus in particular close the magnetic flux generated by the windings to form a magnetic circuit.
  • legs 214, 224, 234 and yokes 240, 242 can be made of the same magnetic material, such as iron.
  • the legs and / or the yokes can also only have the respective magnetic material and additionally consist of further materials.
  • a magnetic core of the transformer can advantageously be formed from the legs and the yokes, this being built up from several layers of iron plates or sheets, which are each separated from one another by an electrical insulator, in particular in order to avoid eddy currents.
  • the primary windings are each designed as step windings, the primary winding 214 having at least one tap 216 and a further tap 217 and correspondingly for further phases of the multi-phase Transformer 200 has the respective primary winding 221, 231 at least one tap 226, 236 and a further tap 227, 237.
  • the multiphase tap changer 260 can advantageously be constructed from a plurality of single-phase tap changers 261, 262, 263, the multiphase tap changer 260 having a corresponding single-phase tap changer at least for each of its phases.
  • the tap changer 261 has at least two load resistors 266, 267, which are electrically connected to the at least one tap 216 or to the further tap 217.
  • the step switch 261 has a sliding contact, by means of which it is possible to switch between the two taps.
  • the sliding contact can first be used to switch to an electrical connection with the tap 216 via the load resistor 266, and then a parallel electrical connection between the tap 216 and the tap can be made using the sliding contact 217 are each produced via the assigned load resistor 266 or 267 - as shown in FIG. 1 -, then the electrical connection is released from the tap 216 via the load resistor 266 and the tap changer 261 makes an electrical connection via the sliding contact and the load resistor 267 with the further tap 217 and finally the further tap 217 is contacted directly or the load resistor 267 is short-circuited via the sliding contact.
  • the tap changer it can be operated so that it switches through the switching states just described.
  • the further single-phase tap changers 262 and 263 can be designed corresponding to the tap changer 261.
  • the test device 100 is designed in accordance with an embodiment of the present invention and can in particular be set up to carry out a method for testing the multiphase transformer using the multiphase step switch.
  • the secondary windings 212, 222, 232 can be connected to the test device 100 by means of electrical connecting means 300 - for example cables - and this is set up, at least two of the secondary windings 212, 222 or all secondary windings 212, 222, 232 short-circuit.
  • the test device 100 is set up to record electrical measured variables, at least with respect to the primary windings 21 1, 221, in which the secondary windings 212, 222 are short-circuited.
  • the test device 100 can be set up, into the primary windings 21 1, 221, 231 in each of the taps 216, 217 or 226, 227 or 236, 237 via the multi-phase tap changer 260 - in particular via the respective single-phase tap changer 261, 262, 263 - to feed a direct current with a predetermined current.
  • the direct current can be fed in until it enters the multiphase transformer - i.e. into the primary windings, secondary windings and legs as well as yokes - and then the direct current is used as a test signal.
  • test device 100 can be set up to detect the voltage which drops in each case via the tap changer 260 or 261, 262, 263 and the respective primary winding 21 1, 221, 231.
  • FIG. 2 shows an output of the measured variables which have been measured with one embodiment when the method is carried out.
  • the time is plotted along the abscissa in milliseconds and the ordinate is the electrical voltage recorded as an electrical measurement variable via the respective primary winding and the respective tap changer or the respective part of the multiphase tap changer.
  • the synchronism of the switching of the multi-phase tap changer can be checked by the common representation of the time-dependent electrical voltages.
  • the voltage curves shown show that - for this test object, i.e. for the multi-phase transformer with multi-phase tap changer checked in the measurement shown - the multi-phase tap changer for the second phase - symbolized by ⁇ Ph2> - switches to the load resistance somewhat earlier , when switching to the load resistors, the voltage increases by the amount that additionally drops across the load resistors.
  • the subsequent drop in the voltages - for example at 25 ms - is due to the fact that in this switching state the two load resistors per phase are connected in parallel, that is to say they are contacted together by the tap changer, one load resistor on the at least one electrical tap and the other load resistor at the further tap is connected in each case.
  • the subsequent increase in voltages results from the fact that in this time range the primary windings are electrically contacted at their further taps via the other load resistor, so that the entire current now flows through the other load resistor and a correspondingly higher voltage drops.
  • the further tapping is directly electrically contacted - ie without the other load resistor.
  • the voltage drops again accordingly, although in the illustration in FIG.
  • FIG. 3 illustrates a measurement which corresponds to that from FIG. 2.
  • current sources according to one embodiment which are used for impressing the direct current and for the test signal, have a lower damping, as a result of which oscillations during switching are shown, which superimpose the voltage changes caused by the switching. It can therefore be advantageous in some variants to use current sources which, in cooperation with the tap changer and the transformer, constitute a damped system and / or which have a finite internal resistance, in particular to enable better time resolution of the transition resistances.
  • FIG. 4 schematically shows a test device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the test device 100 has a test signal source 1 10, 1 12 and primary connections 130, 132 for two phases.
  • the primary connections 130, 132 are set up by means of electrical connecting means to be electrically connected to the respective primary winding and to the corresponding part of the multiphase step switch, so that a test signal can be fed into the respective primary winding via the test signal source 1 10, 1 12.
  • the test signal source 1 10, 1 12 can be designed as a current source in some variants.
  • the test device 100 can also have further test signal sources and primary connections for further phases of a multiphase transformer and corresponding primary windings. A larger number of primary connections and test signal sources enables test signals to be fed into several or a plurality of primary windings, while a smaller number can make the test device more resource-efficient, cheaper and / or more efficient.
  • the testing device 100 has a measuring device 180 for at least two phases or at least two measuring devices 180 each for one phase and corresponding measuring connections 138.
  • these measuring connections 138 can advantageously be combined with and / or electrically connected to the primary connections 130, 132, in order in particular to enable a simple connection to the test object.
  • the measuring connections 138 can also be electrically insulated from the primary connections 130, 132, as shown in FIG. 4, which in particular falsifies the measurements due to the electrical connections with finite resistance - which thus occurs when the impressing current or the Test signal itself cause a change in the detected electrical quantities - have avoided.
  • test device 100 has at least two switching means 120, 122 and associated secondary connections 134, 136, which are set up, those secondary windings with which the switching means 120, 122 connect via the
  • Secondary connections 134, 136 and corresponding electrical connection means are connected to short-circuit.
  • the switching means 120, 122 can each have or be designed as an electromechanical relay, which enables automatic short-circuiting and / or a low resistance in the switched - that is, short-circuited state - which can be particularly advantageous for an automatic and thus efficient execution of a method according to an embodiment of the invention or for a high quality of the short circuit of the secondary windings and thus a particularly good decoupling of the primary windings.
  • the testing device 100 has a larger number, i.e. can have more than two of them, in particular to enable a faster check.
  • the test device can advantageously have three test signal sources, three measurement devices and three switching means, with which all phases of a three-phase transformer with three-phase step switch can be tested at the same time.
  • the test device 100 has a control device 140, the control device being set up to control a method for testing a multi-phase transformer with a multi-phase step switch according to one embodiment.
  • the control device 140 can be set up to control the further components of the test device 100 - in particular the test signal sources 110, 112, the switching means 120, 122 and the measuring device (s) 180 - in accordance with a time schedule for testing the multi-phase tap changer to read out and / or process the parameters, in particular measured variables.
  • the system 1 from FIG. 1 can have a testing device which corresponds to the testing device with respect to FIG. 4.
  • the multiphase transformer has a primary winding and a secondary winding for each of its phases, and a leg made of magnetic material which extends through the primary and secondary windings. They are also Primary windings are designed as step windings with at least one and a further tap and the multi-phase tap changer is set up to switch between the at least one and the further tap.
  • method 400 has method steps 420, 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 and 436.
  • Method 400 begins at method start 402 and ends at method end 404, wherein one or more method steps, in particular a sequence of method steps, and preferably the entire method can be carried out repeatedly.
  • a test signal is fed into the respective primary winding for each phase via the multiphase step switch, which at least essentially corresponds to the impressed direct current.
  • step 424 the secondary winding of at least two of the phases is short-circuited.
  • the multi-phase tap changer is actuated after the short-circuiting in method step 224 in order to simultaneously switch between the at least one tap and the further tap for the at least two of the phases.
  • an electrical measurement variable with respect to the primary windings is recorded for the at least two of the phases.
  • the acquisition in some advantageous variants is started when the test signal is fed in according to method step 422 and the method continues during and also after the multi-phase step switch has been actuated.
  • the electrical voltage in which an electrical current is fed in as a test signal, the electrical voltage can be determined via the respective Primary winding and the respective part of the tap changer drops, are recorded as an electrical measured variable.
  • the time profile of the at least two of the electrical measured variables recorded in each case is determined, that is to say in particular the time profile from the feeding in of the test signal until after the actuation of the multiphase step switch.
  • a temporal course of the electrical resistance of the respective primary windings and of the respective part of the tap changer for some variants is determined in method step 432, in which an electrical current is fed in as a test signal and an electrical voltage is recorded as a measured variable.
  • a synchronism of the switch between the at least one tap and the further tap for the at least two of the phases is determined on the basis of a comparison of the time profiles of the electrical measured variables, in particular the determined electrical resistances, for the at least two of the phases.
  • step 436 the time course of the measured variables acquired, in particular the time course of the electrical resistance, is output and / or the synchronicity determined by comparing these courses is shown.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Prüfvorrichtung und ein System zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators. Im Verfahren wird jeweils ein Teststrom je Phase des Mehrphasen-Transformators in eine jeweilige Primärwicklung über den Mehrphasen-Stufenschalter mittels einer Testsignalquelle der Prüfvorrichtung eingespeist. Zudem wird jeweils die Sekundärwicklung von wenigstens zwei Phasen kurzgeschlossen. Danach wird der Mehrphasen-Stufenschalter betätigt, um für die wenigstens zwei der Phasen gleichzeitig jeweils zwischen einer wenigstens einen Anzapfung und einer weiteren Anzapfung der jeweiligen Primärwicklung umzuschalten. Dabei wird während des Betätigens eine elektrische Spannung bezüglich der Primärwicklungen für die wenigstens zwei der Phasen erfasst, welche über die jeweilige Primärwicklung und den Stufenschalter abfällt.

Description

Prüfvorrichtung, Verfahren und System zum Prüfen eines
Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energietechnik und betrifft insbesondere Verfahren, Vorrichtungen und Systeme zum Prüfen eines Mehrphasen- Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators.
HINTERGRUND
Mehrphasen-Transformatoren werden üblicherweise in Energieversorgungsnetzen eingesetzt, um für mehrere Phasen eines solchen Energieversorgungsnetzes elektrische Energie von einem Teil des Energieversorgungsnetzes in einen anderen Teil überzuführen und dabei die Spannungen und Ströme des einen Teils des Energieversorgungsnetzes in Spannungen und Ströme für den anderen Teil des Energieversorgungsnetzes umzuwandeln. Ein Transformator weist ein Übersetzungsverhältnis auf, welches das Verhältnis zwischen den elektrischen Spannungen an der einen Seite und an der anderen Seite des Transformators bezeichnet. So wird üblicherweise die Seite des Transformators, bei welcher die elektrische Spannung höher ist, als Oberspannungsseite, und die andere Seite als Unterspannungsseite bezeichnet. So kann etwa ein Drei-Phasentransformator mit seiner Oberspannungsseite an ein dreiphasiges Höchstspannungsnetz zur Energieversorgung angeschlossen sein und diese drei Phasen der Höchstspannung zu einer niedrigeren Spannung auf seiner Unterspannungsseite umwandeln - also transformieren -, wobei diese Unterspannungsseite wiederum etwa an ein dreiphasiges Hochspannungsnetz angeschlossen sein kann.
Die beiden Seiten eines Transformators können auch als Primärseite und als Sekundärseite bezeichnet werden. Üblicherweise aber nicht notwendigerweise bezeichnet dabei die Primärseite jene Seite des Transformators, bei welcher elektrische Energie eingespeist wird, sodass sie insbesondere der Oberspannungsseite entsprechen kann. Zum Anpassen des Übersetzungsverhältnisses kann ein Transformator je Phase eine Primärwicklung, welche als Stufenwicklung mit mehreren Anzapfungen ausgebildet ist, und einen Stufenschalter aufweisen, welcher eingerichtet ist zwischen diesen Anzapfungen umzuschalten. Ein entsprechender Mehrphasen-Transformator weist solche als Stufenwicklungen ausgebildete Primärwicklungen entsprechend für jede seiner Phasen auf.
Durch eine Transformatorprüfung lassen sich Eigenschaften eines Transformators bestimmen, was etwa für die Entwicklung eines Transformators, zur Gewährleistung seiner Betriebssicherheit, zu dessen Ansteuerung, zu dessen Wartung, das Management von Produktlebenszyklen von solchen Transformatoren oder aus weiteren Gründen erforderlich sein kann. Eigenschaften eines solchen Transformators können insbesondere sein Widerstand, sein Übersetzungsverhältnis oder seine Induktivität sein und/oder bei einem Transformator mit Stufenschalter etwa auch das Umschaltverhalten des Stufenschalters.
Zum Durchführen einer Transformatorprüfung wird dieser üblicherweise je Phase mit einer oder mit mehreren Prüfvorrichtungen verbunden und ein Prüfverfahren durchgeführt, wobei für verschiedene Eigenschaften häufig unterschiedliche Konfigurationen des Transformators, der Prüfvorrichtung und/oder der elektrischen Verbindungen zwischen diesen erforderlich sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, das Prüfen eines Mehrphasen- Transformators mit einem Mehrphasen-Stufenschalter zu verbessern und dabei insbesondere das Prüfen zu vereinfachen, effizienter zu machen oder die Aussagekraft der Prüfung bezüglich der einzelnen Phasen und/oder des Umschaltverhaltens des Mehrphasen-Stufenschalters zu steigern.
Die Erfindung löst die Aufgabe jeweils durch ein Verfahren zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators, durch eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen- Transformators und durch ein entsprechendes System je gemäß der Lehre eines der Hauptansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen, Weiterbildungen und Varianten der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators. Ein solcher Mehrphasen-Transformator weist für jede seiner Phasen eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung sowie einen sich durch die Primär- und Sekundärwicklung erstreckenden Schenkel aus magnetischem Material auf. Dabei sind die Primärwicklungen als Stufenwicklungen mit wenigstens einer und einer weiteren Anzapfung ausgebildet, wobei der Mehrphasen-Stufenschalter eingerichtet ist, jeweils zwischen der wenigstens einen und der weiteren Anzapfung umzuschalten. Das Verfahren weist ein Einspeisen jeweils eines Testsignals je Phase des Mehrphasen-Transformators in die jeweilige Primärwicklung über den Mehrphasen-Stufenschalter auf. Zudem wird im Verfahren jeweils die Sekundärwicklung von wenigstens zwei Phasen kurzgeschlossen. Nach dem Kurzschließen wird der Mehrphasen-Stufenschalter betätigt, um für die wenigstens zwei der Phasen gleichzeitig jeweils zwischen der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung umzuschalten. Dabei wird wenigstens während des Betätigens des Mehrphasen-Stufenschalters - aber in einigen vorteilhaften Varianten auch zuvor und/oder anschließend - eine elektrische Messgröße bezüglich der Primärwicklungen für die wenigstens zwei der Phasen erfasst.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem „Mehrphasen-Transformator“ ein Transformator für mehrere Phasen zu verstehen, wozu dieser je Phase eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufweist. Dabei erstreckt sich durch die Primärwicklung und die Sekundärwicklung ein Schenkel aus magnetischen Material, um insbesondere die magnetische Flussdichte und damit speziell die Kopplung der Primär und der Sekundärwicklung zu erhöhen. Außerdem sind die Schenkel auf beiden Seiten der Primär- und Sekundärwicklungen jeweils durch ein gemeinsames Joch verbunden, um den quellenlosen magnetischen Fluss je Schenkel jeweils über die anderen Schenkel und das Joch auf der einen und das Joch auf der anderen Seite der Primär- und Sekundärwicklungen zu einem magnetischen Kreis zu schließen. Dabei dienen also bei einer üblichen mehrphasigen Spannung, welche symmetrisch ist, für jeden Schenkel die jeweils übrigen Schenkel als Rückflussschenkel. Dabei lassen sich vorteilhaft zusätzliche Rückflussschenkel einsparen und/oder eine leicht asymmetrische Einspeisung oder eine leichte Schieflast über die miteinander gekoppelten magnetischen Flüsse ausgleichen.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem„Mehrphasen-Stufenschalter“ zumindest ein Stufenschalter zu verstehen, welcher für jede seiner Phasen ausgerichtet ist, zwischen jeweils mindestens zwei Anzapfungen der jeweiligen als Stufenwicklung ausgebildeten Primärwicklung umzuschalten. Dabei kann der Stufenschalter als Laststufenschalter zur unterbrechungsfreien Umschaltung ausgebildet sein und/oder einen Lastschalter und einen Wähler aufweisen. Dabei kann der Wähler durch mehrere Schaltungen an mehreren Anzapfungen - etwa drei oder mehr Anzapfungen - eine Auswahl zwischen verschiedenen Übersetzungsverhältnissen ermöglichen, während der Lastschalter ermöglicht zwischen zwei solchen über den Wähler ausgewählten Übersetzungsverhältnissen unterbrechungsfrei umzuschalten. Auch kann der Stufenschalter oder der Lastschalter zwei Lastwiderstände aufweisen, insbesondere um Stromspitzen oder Spannungsspitzen beim Umschalten zu dämpfen und/oder um ein Umschalten von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen Übersetzungsverhältnis mit einem Zwischenzustand zu ermöglichen, bei denen beide Übersetzungsverhältnisse über die Lastwiderstände gewählt sind. Die beim Umschalten auftretenden Widerstände des Stufenschalters und ggf. auch der jeweilige Widerstand für ein Übersetzungsverhältnis werden auch als Überschaltwiderstände bzw. als (zeitlicher) Verlauf des Überschaltwiderstands bezeichnet. Außerdem ist ein Mehrphasen-Stufenschalter vorzugsweise eingerichtet, zumindest bei seinem ordnungsgemäßen Betrieb die einzelnen Phasen jeweils synchron zu den anderen Phasen umzuschalten, wodurch sich unsymmetrische Übersetzungen vermeiden lassen. Auch kann ein Mehrphasen- Stufenschalter aus mehreren Stufenschaltern je für eine Phase bestehen, welche vorzugsweise miteinander synchronisiert sind, um eine entsprechende synchrone Umschaltung zu ermöglichen. Allerdings kann diese Synchronität - also das synchrone Umschalten - etwa durch Alterung eines solchen Mehrphasen- Stufenschalters und oder durch mechanische oder elektrische Toleranzen vom Ideal abweichen.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem„Kurzschließen“ zumindest die Herstellung eines elektrisch leitenden Pfads mit einem geringen Widerstand zu verstehen. Der elektrisch leitende Pfad kann bezüglich einer Wicklung eines Transformators also eine nahezu perfekte elektrische Verbindung hersteilen. Bezüglich einer Wicklung eines Transformators ist das Kurzschließen dieser Wicklung insbesondere dann nahezu perfekt, wenn der Widerstand über den Kurzschluss wesentlich kleiner als der Widerstand der Wicklung ist, also insbesondere um den Faktor 7,20, 100 oder 1000 kleiner ist. Auch kann entlang des Kurzschluss pfads der elektrische Strom - vorzugsweise durch induktive und damit widerstandslose Messung - oder die elektrische Spannung über den Kurzschlusspfad gemessen werden, um insbesondere den Kurzschlusswiderstand und/oder den Spannungsabfall über den Kurzschluss und somit die Güte des Kurzschlusses zu bestimmen.
Ein Vorteil des Erfassens der elektrischen Messgröße der Primärwicklungen für die wenigstens zwei der Phasen kann insbesondere darin liegen, dass diese Messgröße für diese zwei Phasen zugleich erfasst werden kann, wodurch sich insbesondere die zur Durchführung einer Transformatorprüfung erforderliche Zeit reduzieren lässt. Durch das Erfassen während des Betätigens des Mehrphasen- Stufenschalters lässt sich das Verhalten des Umschaltens zumindest für diese beiden Phasen zugleich bestimmen. Dies ermöglicht ein Überprüfen, ob die Umschaltung tatsächlich unterbrechungsfrei erfolgt und/oder wie sich beim Umschalten die Übersetzungsverhältnisse verändern. Auch wird es ermöglicht, Überschaltwiderstände oder Lastwiderstände des Stufenschalters zu messen. Ein Vorteil des Kurzschließens kann insbesondere darin liegen, dass die kurzgeschlossenen Sekundärwicklungen einer Änderung des magnetischen Flusses entgegenwirken, wodurch die Kopplung zwischen den Primärwicklungen - insbesondere über die Schenkel und die Joche - reduziert werden können und/oder sich die Primärwicklungen der wenigstens zwei der Phasen wie unabhängige Drosseln verhalten, deren Induktivität zumindest im Wesentlichen der Streuinduktivität - aber nicht der vollen Induktivität des Transformators bzw. des jeweiligen Schenkels - entspricht. Hierdurch lässt sich die erfasste Messgröße für die eine der wenigstens zwei der Phasen von der erfassten elektrischen Messgröße der anderen Phase zumindest im Wesentlichen entkoppeln, wodurch die Änderungen der erfassten Messgröße aufgrund des Umschaltens der einen Phase von den Änderungen der anderen elektrischen Messgröße durch das Umschalten bei der anderen Phase unterschieden werden können. Auch lässt sich durch die reduzierte Induktivität das Umschaltverhalten über die jeweils erfasste elektrische Messgröße besser auflösen.
Gemäß einigen Ausführungsformen weist das Verfahren weiterhin ein derartiges Einprägen jeweils eines Gleichstroms je Phase in die jeweilige Primärwicklung vor dem Kurzschließen der Sekundärwicklungen auf, sodass beim Kurzschließen der Mehrphasen-Transformator zumindest im Wesentlichen stationär ist. Dabei ist unter einem stationären Mehrphasen-Transformator zumindest zu verstehen, dass dieser in einem stationären Zustand ist und insbesondere der jeweilige magnetische Fluss durch die jeweilige Primärwicklung und den jeweiligen Schenkel je Phase zumindest im Wesentlichen konstant ist. Speziell kann dabei das magnetische Material des Schenkels in magnetischer Sättigung sein. Ein Vorteil des Einprägens des Gleichstroms kann insbesondere darin liegen, dass der Mehrphasen-Transformator in einen bestimmten Zustand gebracht werden kann, wodurch insbesondere eine anschließende Messung zum Prüfen des Mehrphasen- Transformators und insbesondere des Mehrphasen-Stufenschalters verbessert werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen, bei welchen jeweils ein Gleichstrom je Phase eingeprägt wird, kann das jeweilige Testsignal zumindest im Wesentlichen dem jeweils eingeprägten Gleichstrom entsprechen. Auf diese vorteilhafte Weise wird es ermöglicht, dass der Mehrphasen-Transformator beim Einspeisen des Testsignals und beim Erfassen der elektrischen Messgröße und/oder dem Kurzschließen der jeweiligen Sekundärwicklungen in einem stationären oder zumindest quasistationären Zustand bleibt, sodass etwaige Änderungen der elektrischen Messgröße aus - insbesondere gezielten - Änderungen des Testsignals und/oder dem Betätigen des Mehrphasen-Stufenschalters resultieren. Bei einigen Ausführungsformen, bei welchen ein Gleichstrom in die Primärwicklung eingeprägt wird, weist das Verfahren ein Erfassen des jeweils zum Einprägen eingespeisten elektrischen Stroms oder der beim Einprägen jeweils über die jeweilige Primärwicklung anliegenden elektrischen Spannung auf. Zudem wird auf Basis des Verlaufs des erfassten Stroms bzw. der erfassten Spannung bestimmt, ob der Mehrphasen-Transformator zumindest im Wesentlichen stationär ist. Dabei ist in einigen Varianten ein Kriterium dafür, dass der Mehrphasen-Transformator zumindest im Wesentlichen stationär ist, dass der Spannungswert einer Stromquelle, welche den elektrischen Strom einspeist, zu einem bestimmten Wert hin konvergiert ist und/oder sich im Wesentlichen nicht mehr ändert, also stationär ist. Umgekehrt kann in einigen Varianten bei einer Spannungsquelle ein entsprechendes Kriterium sein, dass der eingespeiste Strom einen zumindest im Wesentlichen konstanten Wert erreicht hat. Alternativ oder zusätzlich kann in einigen Varianten der Strom oder die Spannung über eine vorbestimmte Zeitdauer angelegt werden, welche so groß gewählt ist, - etwa basierend auf Erfahrungswerten - dass der Mehrphasen-Transformator anschließend stationär ist. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich sicherstellen und/oder überprüfen, ob der Mehrphasen-Transformator in einem stationären Zustand ist.
Gemäß einiger Ausführungsformen ist das je Phase jeweilige Testsignal ein jeweiliger Gleichstrom mit einer vorbestimmten Stromstärke. Zudem ist die erfasste elektrische Messgröße je der wenigstens zwei der Phasen jeweils die elektrische Spannung, welche über die jeweilige Primärwicklung und den Mehrphasen- Stufenschalter anliegt. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich der jeweilige Gleichstrom als jeweiliges Testsignal durch eine Stromquelle einspeisen, wodurch die elektrische Spannung über die jeweilige Primärwicklung als die erfasste elektrische Messgröße verwendet werden kann. Dabei lässt sich - insbesondere in Zusammenwirkung mit einer Spannungsbegrenzung - die durch die Stromquelle eingespeiste Leistung kontrollieren und so etwa eine Zerstörung des Transformators beim Prüfen vermeiden. Auch kann die als erfasste elektrische Messgröße erfasste elektrische Spannung eine gegenüber anderen Messgrößen besonders gute Auflösung des Umschaltverhaltens des Mehrphasen- Stufenschalters ermöglichen, wobei insbesondere Rückschlüsse auf sein Schaltverhalten und/oder seine Komponenten und deren Zustand ermöglicht wird. Bei einigen Ausführungsformen, bei welchen das Testsignal und die erfasste elektrische Messgröße ein Strom bzw. eine Spannung sind, weist das Verfahren weiterhin auf: ein Bestimmen des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands der jeweiligen Primärwicklung auf Basis der jeweiligen Stromstärke und elektrischen Spannung, d.h. insbesondere auf Basis der jeweils vorbestimmten Stromstärke und der erfassten elektrischen Spannung. Zudem können einige Varianten ein Ausgeben des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands für die wenigstens zwei der Phasen aufweisen. Ein Vorteil des elektrischen Widerstands kann insbesondere darin liegen, dass dieser besonders gut Rückschlüsse auf die Komponenten des Stufenschalters und den Transformator ermöglicht. Auch kann ein Ausgeben des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands für die wenigstens zwei der Phasen ermöglichen, das Umschaltverhalten und insbesondere das Zeitverhalten beim Umschalten zu analysieren und dabei insbesondere das Verhalten bezüglich dieser beiden Phasen zu vergleichen.
Bei Ausführungsformen, welche einen Gleichstrom oder eine Gleichspannung zum Einprägen oder als Testsignal verwenden, kann davon ein Vorteil insbesondere darin liegen, dass die Änderungen der erfassten Messgröße aus dem Betätigen des Mehrphasen-Stufenschalters und dessen Umschalten resultieren und so von anderen Effekten unterschieden werden können.
Einige Ausführungsformen weisen weiterhin ein Bestimmen jeweils des zeitlichen Verlaufs der je der wenigstens zwei Phasen erfassten elektrischen Messgröße auf. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich die Eigenschaften des Mehrphasen- Transformators und/oder des Mehrphasen-Stufenschalters in Abhängigkeit von dem Vorgang des Umschaltens auflösen, sodass insbesondere bestimmt werden kann, wie sich der Transformator beim Umschalten verhält und/oder wie sich das Übersetzungsverhältnis und/oder die Übertragung einer elektrischen Energie verändert.
Einige Ausführungsformen weisen ein Bestimmen einer Synchronität des Umschaltens zwischen der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung für die wenigstens zwei der Phasen auf Basis eines Vergleichens der zeitlichen Verläufe der elektrischen Messgröße für die wenigstens zwei der Phasen auf. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich die Synchronität beim Umschalten durch den Mehrphasen-Stufenschalter bestimmen. Dabei kommt es vorteilhaft nicht darauf an, dass das Umschalten durch den Mehrphasen-Stufenschalter in absoluten Zeiten bzw. in relativen Zeiten ab einem Start des Prüfvorgangs immer gleich abläuft. Vielmehr lässt sich auf diese vorteilhafte Weise das Umschalten und dessen zeitlicher Ablauf für die wenigstens zwei der Phasen relativ zueinander bestimmen. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der Mehrphasen- Stufenschalter - etwa aufgrund von mechanischen Toleranzen oder Schwankungen - verschiedene zeitliche Abläufe Umschalten aufweist. Auch kann ein Vorteil davon in Zusammenwirkung mit dem Kurzschließen der Sekundärwicklungen insbesondere darin liegen, dass die erfassten elektrischen Messgrößen bezüglich der wenigstens zwei der Phasen voneinander entkoppelt sind und so das Verhalten des Mehrphasen-Stufenschalters beim Umschalten bezüglich der einen der wenigstens zwei der Phasen gegenüber und/oder relativ zu der anderen aufgelöst und/oder unterschieden werden kann.
Gemäß einiger Ausführungsformen wird je Primärwicklung jeweils ein Gleichstrom mit einer derartigen Stromstärke eingeprägt, sodass diese Gleichströme einem elektrischen Strom durch die Primärwicklungen zu einem Zeitpunkt bei einem symmetrischen Betrieb des Mehrphasen-Transformators entsprechen.
Das Entsprechen der Gleichströme bei einem symmetrischen Betrieb kann dabei auf die absoluten Ströme im Real-Betrieb bezogen sein oder vorteilhaft in einigen Varianten so ausgebildet sein, dass die Verhältnisse der Ströme dem Real-Betrieb entsprechen, absolut aber kleiner sind. Auf diese vorteilhafte Weise wird eine derartig durchgeführte Prüfung besonders vergleichbar mit einem realen Betrieb des Mehrphasen-Transformators mit dem Mehrphasen-Stufenschalter. Gemäß einiger Ausführungsformen sind die Testsignale so gewählt, dass sie einem elektrischen Strom oder einer elektrischen Spannung bei einem symmetrischen Betrieb des Mehrphasen-Transformators entsprechen.
In einigen Ausführungsformen ist der Mehrphasen-Transformator als dreiphasiger Leistungstransformator mit entsprechendem Dreiphasen-Stufenschalter ausgebildet. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich alle drei Phasen eines üblichen Energieversorgungsnetzwerkes in korrespondierende Phasen mit einer anderen Stromstärke, einer anderen Spannung oder einer galvanischen Trennung für ein weiteres Energieversorgungsnetzwerk, einen Verbraucher oder einen weiteren Teil des Energieversorgungsnetzwerkes transformieren. Ein Vorteil des Dreiphasen-Stufenschalters kann insbesondere darin liegen, dass sich mit diesem die Übersetzungsverhältnisse für alle drei Phasen - insbesondere synchron - anpassen lassen, wodurch ein unterbrechungsfreies und/oder symmetrisches Umschalten der Übersetzungsverhältnisse für alle Phasen ermöglicht wird.
Bei einigen Ausführungsformen, bei welchen der Mehrphasen-Transformator als dreiphasiger Leistungstransformator - also als Dreiphasen-Transformator - ausgebildet ist, wird in die drei Primärwicklungen des dreiphasigen Transformators jeweils ein Gleichstrom mit einer vorbestimmten Stromstärke eingeprägt. Dabei weist einer der Gleichströme eine umgekehrte Polarität gegenüber den beiden übrigen Gleichströmen auf bzw. hat seine vorbestimmte Stromstärke ein umgekehrtes Vorzeichen. In einigen vorteilhaften Varianten werden alle drei Sekundärwicklungen des Dreiphasen-Transformators nach dem Einprägen der Gleichströme und vor dem Betätigen des Dreiphasen-Stufenschalters kurzgeschlossen. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich die Gleichströme gegenüber anders gewählten Polaritäten besonders schnell einprägen und/oder lässt sich ein besonders hoher magnetischer Fluss erzielen. Somit lässt sich insbesondere ein Kern des Transformators, also insbesondere die Schenkel aus magnetischem Material besonders hoch oder besonders schnell magnetisieren und weiterhin auch magnetisch sättigen. Hierbei koppeln und unterstützen sich insbesondere die magnetischen Flüsse durch die drei Schenkel des Dreiphasen- Transformators. Dabei weist einer der Schenkel einen magnetischen Fluss in eine Richtung auf, welche der Polarität des Gleichstroms durch die Primärwicklung von diesem Schenkel entspricht, während der magnetische Fluss durch die beiden anderen Schenkel, deren Primärwicklungen mit Gleichstrom umgekehrter Polarität durchflossen werden, in die entgegengesetzte Richtung zeigt.
In einigen Ausführungsformen erfolgt das Kurzschließen für alle Sekundärwicklungen des Mehrphasen-Transformators. Auf diese vorteilhafte Weise lassen sich die elektrischen Messgrößen für alle Phasen zugleich erfassen, wobei diese durch das Kurzschließen voneinander entkoppelt sind. Hierdurch lässt sich das Prüfen des Mehrphasen-Transformators mit dem Mehrphasen- Stufenschalter besonders schnell und damit effizient durchführen.
In einigen Ausführungsformen bilden die Sekundärwicklungen von den wenigstens zwei der Phasen ein erstes Paar von Sekundärwicklungen. Zudem wird das Verfahren zusätzlich für wenigstens ein zweites Paar von Sekundärwicklungen ausgeführt. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich das Verfahren iterativ für weitere Phasen und entsprechend für ein zweites so wie ggfs ein weiteres Paar von Sekundärwicklungen paarweise ausführen.
Gemäß einiger Ausführungsformen, bei welchen das Verfahren paarweise für Sekundärwicklungen ausgeführt wird, wird das Verfahren solange paarweise für weitere Paare von Sekundärwicklungen ausgeführt, bis sich eine Kette an überlappenden Paaren ergibt, welche alle Sekundärwicklungen umfasst. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich je ein Durchgang des Verfahrens für ein Paar von Sekundärwicklungen ausführen, während das gesamte Verfahren alle Sekundärwicklungen umfasst. Ein Vorteil der paarweisen Ausführung und der Kette an überlappenden Paaren kann insbesondere darin liegen, dass das Zeitverhalten des Umschaltens des Mehrphasen-Stufenschalters auch dann bestimmt werden kann, wenn sich sein Verhalten für mehrere Durchgänge des Verfahrens verändert, da insbesondere jeweils eine der Sekundärwicklungen bzw. jeweils eine erfasste Messgröße bzgl. der der Sekundärwicklung zugeordneten Primärwicklung als Referenz für die andere dienen kann und so zunächst das Verhalten paarweise relativ zueinander bestimmt werden kann und sich durch die Kette an überlappenden Paaren die relative Zuordnung schließlich auf alle Phasen erstreckt.
Auch kann das Verfahren in einigen vorteilhaften Ausführungsformen anstelle von Paaren mit Tripeln, Quadrupeln, Quintupeln etc. von Sekundärwicklungen ausgeführt werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System, welches einen Mehrphasen- Transformator mit einem Mehrphasen-Stufenschalter, eine Prüfvorrichtung und elektrische Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden des Mehrphasen- Transformators mit der Prüfvorrichtung aufweist.
Der Mehrphasen-Transformator weist für jede seiner Phasen eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung sowie einen sich durch die Primär- und Sekundärwicklung erstreckenden Schenkel aus einem magnetischen Material auf. Dabei sind die Primärwicklungen als Stufenwicklungen mit jeweils wenigstens einer Anzapfung und einer weiteren Anzapfung ausgebildet. Zudem ist der Mehrphasen- Stufenschalter eingerichtet, jeweils zwischen der wenigstens einen und der weiteren Anzapfung umzuschalten.
Diese Prüfungsvorrichtung ist eingerichtet, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen, und/oder weist entsprechende Merkmale auf.
Die bereits vorausgehend genannten möglichen Vorteile, Ausführungsformen oder Varianten des ersten Aspekts der Erfindung gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße System.
In einigen Ausführungsformen weisen die Primärwicklungen in Zusammenwirkung mit ihren jeweiligen Schenkeln eine Hauptinduktivität von wenigstens 500 H (Henry), insbesondere wenigstens 1000 H auf. Auch kann in einigen Ausführungsformen der Kurzschluss über die sowie die jeweilige Sekundärwicklung so ausgebildet sein, dass die Induktivität reduziert wird. Dabei kann in einigen Varianten die Reduktion einen Faktor von wenigstens 10:1 , insbesondere 50:1 und weiterhin 100:1 aufweisen, sodass die Induktivität bei kurzgeschlossenen Sekundärwicklungen etwa auf 50 H oder weniger, insbesondere auf weniger als 1 H reduziert wird, was in einigen Varianten einer Streuinduktivität der Mehrphasen-Transformators bzw. seiner Primärwicklungen entspricht. Auf diese vorteilhafte Weise wird es ermöglicht, Transienten in den erfassten elektrischen Messgrößen besser aufzulösen, als bei einem Vorgehen, bei dem die volle Induktivität der Primärwicklungen besteht. In einigen Ausführungsformen weisen die Primärwicklungen einen Gleichstromwiderstand von höchstens 33 Ohm, insbesondere weniger als 10 Ohm, weiterhin weniger als etwa oder genau 1 Ohm auf.
Bei einigen Ausführungsformen, bei denen ein Gleichstrom zum Einprägen und/oder als Testsignal verwendet wird, kann der Gleichstrom 1 A (Amper) oder weniger, insbesondere weniger als oder genau 10 mA betragen. In einigen Varianten kann der Gleichstrom so gewählt sein, dass dieser beim Einprägen einen magnetischen Kern des Mehrphasen-Transformators - insbesondere aufweisend die Schenkel und Joche - sättigt. Auch kann in einigen Varianten der Mehrphasen- Transformator so ausgebildet sein, dass bereits ein Gleichstrom je durch die Primärwicklungen von weniger als 50 mA, insbesondere von weniger als etwa 10 mA den magnetischen Kern, insbesondere die Schenkel sättigt.
Ein Vorteil eines Gleichstroms als Testsignal und ggf. zum Sättigen kann insbesondere darin liegen, dass die Verlustleistung und insbesondere die elektrische Leistung bei den kurzgeschlossenen Sekundärwicklungen reduziert werden kann, womit es ermöglicht wird, das Prüfen des Mehrstufenschalters ohne Unterbrechungen zum Kühlen der Mehrphasen-Transformators durchzuführen. Auch lässt sich auf diese Weise der Energiebedarf zum Durchführen des Prüfens reduzieren, womit ein effizienteres Verfahren und/oder eine vereinfachte und somit leichter/mit geringerem Ressourcenbedarf herstellbare Prüfvorrichtung erzielen lässt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators. Dabei weist der Mehrphasen-Transformator für jede seiner Phasen eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung sowie einen Schenkel aus einem magnetischen Material, welcher sich durch die Primärwicklung und die Sekundärwicklung erstreckt, auf. Zudem sind die Primärwicklungen als Stufenwicklungen mit wenigstens einer und einer weiteren Anzapfung ausgebildet und der Mehrphasen-Stufenschalter ist eingerichtet, jeweils zwischen der wenigstens einen und der weiteren Anzapfung umzuschalten. Die Prüfungsvorrichtung jeweils weist eine Testsignalquelle zum Einspeisen eines Testsignals in die jeweilige Primärwicklung sowie Primäranschlüsse zum lösbaren Verbinden der jeweiligen Testsignalquelle mit der jeweiligen Primärwicklung und den jeweiligen Teil des Mehrphasen-Stufenschalters wenigstens je Phase des Mehrphasen-Transformators und/oder insgesamt wenigstens jeweils zwei davon auf. Zudem weist die Prüfvorrichtung wenigstens zwei Schaltmittel zum Kurzschließen jeweils der Sekundärwicklungen von wenigstens zwei der Phasen des Mehrphasen-Transformators sowie Sekundäranschlüsse zum lösbaren Verbinden der wenigstens zwei Schaltmittel mit jeweils einer der Sekundärwicklungen von den wenigstens zwei der Phasen auf. Zudem weist die Prüfvorrichtung eine Betätigungsvorrichtung zum automatischen Betätigen des Mehrphasen-Stufenschalters auf. Schließlich weist die Prüfvorrichtung eine Messvorrichtung zum Erfassen je einer elektrischen Messgröße bzgl. der Primärwicklungen für die wenigstens zwei der Phasen oder jeweils eine entsprechende Messvorrichtung je Phase auf.
In einigen Varianten können die Schaltmittel als automatisch schaltbare Relais oder FETs ausgebildet sein; oder alternativ als manuelle Schalter. Dabei ist ein niedriger Widerstand im geschalteten Zustand vorteilhaft, insbesondere um die Sekundärwicklungen besonders effektiv kurzzuschließen.
Die bereits vorausgehend genannten möglichen Vorteile, Ausführungsformen oder Varianten der vorhergehenden Aspekte der Erfindung gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung.
Ein Vorteil der Schaltmittel zum Kurzschließen und/oder der Betätigungsvorrichtung kann insbesondere darin liegen, dass das Prüfen des Mehrphasen-Stufenschalters des Mehrphasen-Transformators automatisch durchgeführt werden kann.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators, welche eine Steuerungsvorrichtung aufweist. Dabei ist die Prüfungsvorrichtung für ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eingerichtet, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, das Ausführen des Verfahrens zu steuern. Zudem ist die Prüfungsvorrichtung in einigen Varianten entsprechend der Prüfungsvorrichtung des dritten Aspekts der Erfindung ausgebildet.
Die bereits vorausgehend genannten möglichen Vorteile, Ausführungsformen oder Varianten der vorhergehenden Aspekte der Erfindung gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung.
Gemäß einiger Ausführungsformen weist die Prüfungsvorrichtung gesonderte Messanschlüsse für die Messvorrichtung oder die Messvorrichtungen auf, wobei diese insbesondere von den jeweiligen Testsignalquellen und ihren Primäranschlüssen getrennt sind. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich vermeiden, dass die Testsignale und insbesondere elektrische Größen, welche sich aufgrund der Eigenschaften der jeweils zum Verbinden der Primäranschlüsse mit den Primärwicklungen verwendeten Verbindungsmitteln ergeben, das Erfassen der elektrischen Größen bzgl. dieser Primärwicklungen beeinflussen oder verfälschen.
Gemäß einiger Ausführungsformen sind die Testsignalquellen jeweils als Stromquellen ausgebildet.
Bei einigen Ausführungsformen, bei welchen insbesondere die Testsignalquellen als Stromquellen ausgebildet sind, weisen die Testsignalquellen eine vorbestimmte Dämpfung auf. In einigen vorteilhaften Varianten weisen die als Stromquellen ausgebildeten Testsignalquellen einen bestimmten, endlichen Innenwiderstand auf. Auf diese vorteilhafte Weise bilden die Testsignalquellen in Verbindung mit dem Mehrphasen-Transformator, insbesondere wenn dessen Sekundärwicklungen kurzgeschlossen sind, ein stabiles, aperiodisches, gedämpftes System aus, wodurch sich insbesondere bei den transienten Schaltvorgängen des Mehrphasen- Stufenschalters Schwingungen, welche die zu erfassenden elektrischen Größen bezüglich der Eigenschaften des Stufenschalters bzw. der Primärwicklung überlagern würden, vermeiden lassen.
Verfahren, Vorrichtungen und Systeme nach Ausführungsformen sowie nachfolgenden Ausführungsbeispielen ermöglichen insbesondere das Durchführen von Prüfungen von Mehrphasen-Transformatoren mit Mehrphasen-Stufenschaltern und können dies insbesondere effizienter, sicherer oder zuverlässiger machen. Dabei können insbesondere einige Ausführungsformen und/oder Ausführungsbeispiele des Verfahrens zumindest teilweise automatisiert ausgeführt werden. Dazu kann insbesondere in einigen Ausführungsformen und/oder Ausführungsbeispielen eine Vorrichtung oder ein System oder ein Teil davon eingerichtet sein, Verfahrensteile automatisch auszuführen, bzw. können Verfahrensteile mittels dieser Vorrichtungen, Systeme oder Teilen davon automatisch ausgeführt werden.
Im Sinne der Erfindung ist unter„automatisch“ zumindest zu verstehen, dass ein Teil eines Verfahrens, insbesondere ein Verfahrensschritt oder ein Vorgang im Verfahren, und/oder eine Funktionalität einer Vorrichtung - insbesondere einer Prüfvorrichtung -, ohne menschlichen Eingriff ausgeführt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen und/oder aus den Figuren.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Gleiche Elemente oder Bauteile der Ausführungsbeispiele werden im Wesentlichen durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, falls dies nicht anders beschrieben wird oder sich nicht anders aus dem Kontext ergibt.
Hierzu zeigen, teilweise schematisiert:
Fig. 1 : ein System nach einer Ausführungsform;
Fig. 2: eine Ausgabe von erfassten elektrischen Messgrößen nach einer Ausführungsform; Fig. 3: eine weitere Ausgabe von erfassten elektrischen Messgrößen nach einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 4: eine Prüfvorrichtung nach einer Ausführungsform; und
Fig. 5: ein Verfahren zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators nach einer Ausführungsform.
Die Figuren sind schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen und/oder Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente und/oder Bauteile sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente und/oder Bauteile derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und/oder ihr Zweck dem Fachmann verständlich werden.
In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindungen oder Kopplungen implementiert werden. Insbesondere können Datenverbindungen drahtgebunden oder drahtlos, also insbesondere als Funkverbindung, ausgebildet sein. Auch können bestimmte Verbindungen, etwa elektrische Verbindungen, etwa zur Energieversorgung, der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sein.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In Fig. 1 ist ein System 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.
In einem Ausführungsbeispiel weist das System 1 eine Prüfvorrichtung 100, einen Mehrphasen-Transformator 200 mit einem Mehrphasen-Stufenschalter 260 sowie Verbindungsmittel 300, 306 zum lösbaren Verbinden des Mehrphasen- Transformators 200 mit der Prüfvorrichtung 100 auf. Dabei können in einigen vorteilhaften Varianten die elektrischen Verbindungsmittel 300 als isolierte Kabel ausgebildet sein. Auch kann in einigen Varianten das Verbindungsmittel 306 für den Stufenschalter als elektrisches Verbindungsmittel ausgebildet sein, mittels welchem Steuersignale zwischen der Prüfvorrichtung 100 und dem Stufenschalter 260 übertragbar sind; alternativ oder zusätzlich kann das Verbindungsmittel 306 für den Stufenschalter auch als mechanische oder optische Verbindung ausgebildet sein oder in anderen Varianten nicht vorhanden sein, wobei dann der Stufenschalter 260 manuell oder durch eine weitere Vorrichtung betätigt wird.
Der Mehrphasen-Transformator 200 ist in einigen Varianten, wie in Fig. 1 dargestellt, als dreiphasiger Transformator - insbesondere als Leistungstransformator in Sternschaltung - ausgebildet. Der Mehrphasen- Transformator 200 weist für jede seiner Phasen, also insbesondere für drei Phasen, je eine Primärwicklung 21 1 , 221 , 231 und jeweils eine Sekundärwicklung 212, 222, 232 auf. Für einen Dreiphasen-Transformator erstreckt sich dabei ein Schenkel 214 aus einem magnetischen Material durch die Primärwicklung 21 1 und die Sekundärwicklung 212, entsprechend erstreckt sich ein weiterer Schenkel 224 aus magnetischem Material durch die Primärwicklung 221 und durch die Sekundärwicklung 222; schließlich erstreckt sich durch die Primärwicklung 231 und durch die Sekundärwicklung 232 noch ein weiterer Schenkel 234 aus magnetischem Material. Zudem weist der Mehrphasen-Transformator 202 Joche 240, 242 auf, welche die Schenkel 214, 224, 234 miteinander magnetisch verbinden und so insbesondere den durch die Wicklungen erzeugten magnetischen Fluss zu einem magnetischen Kreis schließen. In einigen Varianten können die Schenkel 214, 224, 234 und die Joche 240, 242 aus dem gleichen magnetischen Material bestehen, etwa aus Eisen. Auch können die Schenkel und/oder die Joche das jeweilige magnetische Material lediglich aufweisen und zusätzlich aus weiteren Materialien bestehen. So kann etwa in einigen Varianten vorteilhaft ein magnetischer Kern des Transformators aus den Schenkeln und den Jochen gebildet werden, wobei dieser aus mehreren Schichten von Eisenplatten oder - blechen aufgebaut ist, welche voneinander jeweils durch einen elektrischen Isolator getrennt sind, insbesondere um Wirbelströme zu vermeiden.
Die Primärwicklungen sind jeweils als Stufenwicklungen ausgebildet, wobei die Primärwicklung 214 wenigstens eine Anzapfung 216 und eine weitere Anzapfung 217 aufweist und entsprechend für weitere Phasen des Mehrphasen- Transformators 200 die jeweilige Primärwicklung 221 , 231 wenigstens eine Anzapfung 226, 236 sowie eine weitere Anzapfung 227, 237 aufweist.
Vorteilhaft kann der Mehrphasen-Stufenschalter 260 in einigen Varianten aus mehreren Einphasen-Stufenschaltern 261 , 262, 263 aufgebaut sein, wobei der Mehrphasen-Stufenschalter 260 wenigstens für jede seiner Phasen einen entsprechenden einphasigen Stufenschalter aufweist.
In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführung des Einphasen-Stufenschalters 261 dargestellt. Der Stufenschalter 261 weist zumindest zwei Lastwiderstände 266, 267 auf, welche mit der wenigstens einen Anzapfung 216 bzw. mit der weiteren Anzapfung 217 elektrisch verbunden sind. Zudem weist der Stufenschalter 261 einen Schleifkontakt auf, mittels welchem zwischen den beiden Anzapfungen umgeschaltet werden kann.
Ausgehend von einer direkten elektrischen Verbindung mit der wenigstens einen Anzapfung 216 kann mittels dem Schleifkontakt ohne Lastunterbrechung zunächst auf eine elektrische Verbindung mit der Anzapfung 216 über den Lastwiderstand 266 geschaltet werden, daraufhin kann mittels dem Schleifkontakt eine parallele elektrische Verbindung zwischen der Anzapfung 216 und der Anzapfung 217 jeweils über den zugeordneten Lastwiderstand 266 bzw. 267 hergestellt werden - wie in Fig. 1 dargestellt -, anschließend wird die elektrische Verbindung von der Anzapfung 216 über den Lastwiderstand 266 gelöst und der Stufenschalter 261 stellt über den Schleifkontakt und den Lastwiderstand 267 eine elektrische Verbindung mit der weiteren Anzapfung 217 her und schließlich wird die weitere Anzapfung 217 direkt kontaktiert bzw. der Lastwiderstand 267 über den Schleifkontakt kurzgeschlossen. Zum Prüfen des Stufenschalters kann dieser betätigt werden, sodass dieser durch die soeben beschriebenen Schaltzustände schaltet. Dabei können elektrische Größen - insbesondere der elektrische Strom und/oder die elektrische Spannung - bzgl. der Primärwicklung und dem Stufenschalter erfasst werden. Dies erlaubt Rückschlüsse auf das Schaltverhalten des Stufenschalters, dessen Überschaltwiderstände, die Güte des Schleifkontakts und über dessen Lastwiderstände sowie Rückschlüsse über die Primärwicklung und ihre Anzapfungen. In einigen Varianten können die weiteren Einphasen-Stufenschalter 262 und 263 entsprechend dem Stufenschalter 261 ausgeführt sein.
Die Prüfungsvorrichtung 100 ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet und kann insbesondere eingerichtet sein, ein Verfahren zum Prüfen des Mehrphasen-Transformators mit dem Mehrphasen-Stufenschalter auszuführen. Wie in Fig. 1 dargestellt, können die Sekundärwicklungen 212, 222, 232 mittels elektrischer Verbindungsmittel 300 - etwa Kabel - mit der Prüfvorrichtung 100 verbunden sein, wobei diese eingerichtet ist, wenigstens zwei der Sekundärwicklungen 212, 222 oder alle Sekundärwicklungen 212, 222, 232 kurzzuschließen. Bei Betätigung des Mehrphasen-Stufenschalters 260 - oder auch schon zuvor oder auch noch anschließend - ist die Prüfvorrichtung 100 eingerichtet, elektrische Messgrößen zumindest bzgl. der Primärwicklungen 21 1 , 221 zu erfassen, bei welchen die Sekundärwicklungen 212, 222 kurzgeschlossen sind.
In einigen Varianten kann die Prüfvorrichtung 100 eingerichtet sein, in die Primärwicklungen 21 1 , 221 , 231 bei je einer der Anzapfungen 216, 217 bzw. 226, 227 bzw. 236, 237 über den Mehrphasen-Stufenschalter 260 - insbesondere über die jeweiligen einphasigen Stufenschalter 261 , 262, 263 - einen Gleichstrom mit einer vorbestimmten Stromstärke einzuspeisen. Dabei kann der Gleichstrom zunächst so lange eingespeist werden bis er in den Mehrphasen- Transformator - d.h. in die Primärwicklungen, Sekundärwicklungen und Schenkel sowie Joche - eingeprägt ist und anschließend der Gleichstrom als Testsignal verwendet werden.
Zudem kann die Prüfvorrichtung 100 eingerichtet sein, die Spannung welche jeweils über den Stufenschalter 260 bzw. 261 , 262, 263 und die jeweilige Primärwicklung 21 1 , 221 , 231 abfällt zu erfassen.
Auf diese Weise kann auf den Innenwiderstand der Primärwicklung rückgeschlossen werden und/oder beim Umschalten auf die Überschaltwiderstände, welche sich insbesondere aus dem jeweiligen Kontaktwiderstand und Lastwiderstand zusammensetzen, rückgeschlossen werden. So kann etwa beim Umschalten von der wenigstens einen Anzapfung 216, 226, 236 auf die weitere Anzapfung 217, 227, 237 zunächst auf den Kontaktwiderstand und den Innenwiderstand der Primärwicklung jeweils bei der wenigstens einen Anzapfung 216, 226, 236 rückgeschlossen werden; dann zusätzlich auf den Lastwiderstand - also etwa den Lastwiderstand 266 bzgl. der Primärwicklung 21 1 - und wiederum dem jeweiligen Innenwiderstand und Kontaktwiderstand; daraufhin zeigt sich eine Parallelschaltung der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung über die Lastwiderstände - also etwa die Lastwiderstand 266, 267 und die Anzapfungen 216 und 217 bzgl. der Primärwicklung 21 1 -; anschließend kann etwa bzgl. der Primärwicklung 21 1 auf den Lastwiderstand 267, den Kontaktwiderstand und den Innenwiderstand der Primärwicklung 21 1 ausgehend von der weiteren Anzapfung 217 rückgeschlossen werden; und schließlich auf den Kontaktwiderstand und den Innenwiderstand für die weitere Anzapfung rückgeschlossen werden.
In Fig. 2 ist eine Ausgabe der erfassten Messgrößen dargestellt, welche mit einer Ausführungsform beim Durchführen des Verfahrens gemessen worden sind. Dabei ist entlang der Abszisse die Zeit in Millisekunden aufgetragen und auf der Ordinate die als elektrische Messgröße jeweils erfasste elektrische Spannung über die jeweilige Primärwicklung und den jeweiligen Stufenschalter bzw. den jeweiligen Teil des Mehrphasen-Stufenschalters.
Durch die gemeinsame Darstellung der zeitabhängigen elektrischen Spannungen lässt sich die Synchronität des Umschaltens des Mehrphasen-Stufenschalters überprüfen. Bei den dargestellten Spannungsverläufen zeigt sich, dass - für diesen Prüfling, also für den in der dargestellten Messung überprüften Mehrphasen- Transformator mit Mehrphasen-Stufenschalter - der Mehrphasen-Stufenschalter für die zweite Phase - symbolisiert durch <Ph2> - etwas früher auf den Lastwiderstand schaltet, dabei erhöht sich beim Schalten auf die Lastwiderstände die Spannung etwa um den Betrag, welcher zusätzlich über die Lastwiderstände jeweils abfällt. Das anschließende Absinken der Spannungen - etwa bei 25 ms - liegt darin begründet, dass in diesem Schaltzustand die beiden Lastwiderstände je Phase parallel geschaltet sind, d.h. durch den Stufenschalter gemeinsam kontaktiert werden, wobei der eine Lastwiderstand an der wenigstens einen elektrischen Anzapfung und der andere Lastwiderstand an der weiteren Anzapfung jeweils angeschlossen ist. Der anschließende Anstieg der Spannungen resultiert daraus, dass in diesem Zeitbereich die Primärwicklungen an jeweils ihrer weiteren Anzapfung über den anderen Lastwiderstand elektrisch kontaktiert sind, so das nun der gesamte Strom durch den jeweils anderen Lastwiderstand fließt und entsprechend eine höhere Spannung abfällt. Schließlich wird - ab etwa 40 ms - jeweils die weitere Anzapfung direkt elektrisch kontaktiert - d.h. ohne den anderen Lastwiderstand. Hierbei fällt die Spannung wieder entsprechend ab, wobei in der Darstellung in Fig. 2 für etwaig verschiedene Spannungsabfälle über die jeweiligen Primärwicklungen für ihre jeweilige wenigstens eine Anzapfung sowie ihre weitere Anzapfung nicht aufgelöst sind. Auch zeigt sich im Spannungsverlauf der ersten Phase - symbolisiert durch <Ph1 > -, dass der Mehrphasen-Stufenschalter für die erste Phase etwas verzögert auf den direkten elektrischen Kontakt zur weiteren Anzapfung der Primärwicklung für die erste Phase umschaltet. Demgegenüber tritt beim Spannungsverlauf bezüglich der dritten Phase - symbolisiert durch <Ph3> - weder ein Vorauseilen, wie bei der zweiten Phase, noch eine Verzögerung, wie bei der ersten Phase, auf.
In Fig. 3 ist eine Messung veranschaulicht, welche der aus Fig. 2 entspricht. Jedoch haben hierbei Stromquellen nach einer Ausführungsform, welche zum Einprägen des Gleichstroms sowie für das Testsignal verwendet werden, eine geringere Dämpfung, wodurch sich Schwingungen beim Umschalten zeigen, welche die aufgrund des Umschaltens verursachten Spannungsänderungen überlagern. Somit kann es in einigen Varianten vorteilhaft sein, Stromquellen zu verwenden, welche in Zusammenwirkung mit dem Stufenschalter und dem Transformator ein gedämpftes System darstellen, und/oder welche einen endlichen Innenwiderstand aufweisen, um insbesondere eine bessere zeitliche Auflösung der Überschaltwiderstände zu ermöglichen.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Prüfvorrichtung 100 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung 100 für zwei Phasen jeweils eine Testsignalquelle 1 10, 1 12 sowie Primäranschlüsse 130, 132 auf. Dabei sind die Primäranschlüsse 130, 132 eingerichtet, mittels elektrischer Verbindungsmittel mit der jeweiligen Primärwicklung sowie mit dem entsprechenden Teil des Mehrphasen- Stufenschalters elektrisch verbunden zu werden, sodass über die Testsignalquelle 1 10, 1 12 ein Testsignal in die jeweilige Primärwicklung eingespeist werden kann. Wie dargestellt kann in einigen Varianten die Testsignalquelle 1 10, 1 12 als Stromquelle jeweils ausgebildet sein. Dabei versteht es sich, dass die Prüfvorrichtung 100 auch weitere Testsignalquellen und Primäranschlüsse für weitere Phasen eines Mehrphasen-Transformators und entsprechende Primärwicklungen aufweisen kann. Dabei ermöglicht eine größere Anzahl an Primäranschlüssen und Testsignalquellen das Einspeisen von Testsignalen in mehrere bzw. eine Vielzahl von Primärwicklungen, während eine geringere Anzahl die Herstellung der Prüfvorrichtung ressourcenschonender, günstiger und/oder effizienter machen kann.
Zudem weist die Prüfvorrichtung 100 eine Messvorrichtung 180 für wenigstens zwei Phasen bzw. wenigstens zwei Messvorrichtungen 180 je für eine Phase und entsprechende Messanschlüsse 138 auf. Diese Messanschlüsse 138 können in einigen Varianten vorteilhaft mit den Primäranschlüssen 130, 132 kombiniert und/oder elektrisch verbunden sein, um insbesondere eine einfache Verbindung mit dem Prüfling zu ermöglichen. Alternativ und vorteilhaft können in einigen Varianten die Messanschlüsse 138 auch von den Primäranschlüssen 130, 132 elektrisch isoliert sein, wie in Fig. 4 dargestellt, wodurch sich insbesondere Verfälschungen der Messungen aufgrund der elektrischen Verbindungen mit endlichem Widerstand - welche also beim Einspeisen des Einprägestroms oder des Testsignals selbst eine Änderung der erfassten elektrischen Größen verursachen - vermeiden lassen.
Außerdem weist die Prüfvorrichtung 100 wenigstens zwei Schaltmittel 120, 122 und zugehörige Sekundäranschlüsse 134, 136 auf, welche eingerichtet sind, jene Sekundärwicklungen, mit welchen die Schaltmittel 120, 122 über die
Sekundäranschlüsse 134, 136 und entsprechende elektrische Verbindungsmittel verbunden sind, kurzzuschließen. In einigen Varianten können die Schaltmittel 120, 122 je ein elektromechanisches Relais aufweisen oder als ein solches ausgebildet sein, wodurch sich ein automatisches Kurzschließen und/oder ein niedriger Widerstand im geschalteten - also kurzgeschlossenen Zustand - ermöglicht wird, was insbesondere vorteilhaft sein kann für ein automatisches und somit effizientes Ausführen eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung bzw. für eine Hohe Güte des Kurzschlusses der Sekundärwicklungen und somit einer besonders guten Entkopplung der Primärwicklungen.
Auch bzgl. der Messvorrichtung 180 bzw. der Messvorrichtungen 180 und der Schaltmittel 120, 122 versteht es sich, dass die Prüfvorrichtung 100 eine größere Anzahl davon, d.h. mehr als zwei davon, aufweisen kann, um insbesondere eine schnellere Prüfung zu ermöglichen. So kann in einigen Varianten die Prüfvorrichtung vorteilhaft drei Testsignalquellen, drei Messvorrichtungen sowie drei Schaltmittel aufweisen, womit alle Phasen eines Dreiphasen-Transformators mit Dreiphasen-Stufenschalter zugleich geprüft werden können.
Schließlich weist die Prüfvorrichtung 100 eine Steuerungsvorrichtung 140 auf, wobei die Steuerungsvorrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren zum Prüfen eines Mehrphasen-Transformators mit Mehrphasen-Stufenschalter nach einer Ausführungsform zu steuern. Dabei kann in einigen vorteilhaften Varianten die Steuerungsvorrichtung 140 eingerichtet sein, die weiteren Komponenten der Prüfvorrichtung 100 - insbesondere die Testsignalquellen 110, 112, die Schaltmittel 120, 122 und die Messvorrichtung(en) 180 - gemäß einem Zeitablaufplan für das Prüfen des Mehrphasen-Stufenschalters anzusteuern, der Parameter - insbesondere erfasste Messgrößen - auszulesen und/oder zu verarbeiten.
In einigen vorteilhaften Varianten kann das System 1 aus Fig. 1 eine Prüfungsvorrichtung aufweisen, welche der Prüfungsvorrichtung bezüglich Fig. 4 entspricht.
In Fig. 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters eines Mehrphasen-Transformators nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei weist der Mehrphasen-Transformator für jede seiner Phasen eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung sowie einen sich durch die Primär- und Sekundärwicklung erstreckenden Schenkel aus magnetischem Material auf. Zudem sind die Primärwicklungen als Stufenwicklungen mit wenigstens einer und einer weiteren Anzapfung ausgebildet und der Mehrphasen-Stufenschalter ist eingerichtet, jeweils zwischen der wenigstens einen und der weiteren Anzapfung umzuschalten.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 400 die Verfahrensschritte 420, 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 und 436 auf. Das Verfahren 400 beginnt bei dem Verfahrensstart 402 und endet bei dem Verfahrensende 404, wobei einer oder mehrerer Verfahrensschritte, insbesondere eine Sequenz von Verfahrensschritten, und vorzugsweise das gesamte Verfahren wiederholt ausgeführt werden können.
Im Verfahrensschritt 420 wird jeweils ein derartiger Gleichstrom je Phase in die jeweilige Primärwicklung eingeprägt, sodass beim Kurzschließen gemäß Verfahrensschritts 424 der Mehrphasen-Transformator stationär ist.
Im Verfahrensschritt 422 wird je Phase jeweils ein Testsignal in die jeweilige Primärwicklung über den Mehrphasen-Stufenschalter eingespeist, welches zumindest im Wesentlichen dem eingeprägten Gleichstrom entspricht.
Im Verfahrensschritt 424 wird jeweils die Sekundärwicklung von wenigstens zwei der Phasen kurzgeschlossen.
Im Verfahrensschritt 226 wird der Mehrphasen-Stufenschalter nach dem Kurzschließen im Verfahrensschritt 224 betätigt, um für die wenigstens zwei der Phasen gleichzeitig jeweils zwischen der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung umzuschalten.
Im Verfahrensschritt 428 wird jeweils eine elektrische Messgröße bzgl. der Primärwicklungen für die wenigstens zwei der Phasen erfasst. Dabei wird mit dem Erfassen in einigen vorteilhaften Varianten beim Einspeisen des Testsignals gemäß Verfahrensschritt 422 begonnen und das Verfahren während und auch nach dem Betätigen des Mehrphasen-Stufenschalters fortgeführt. Dabei kann in einigen vorteilhaften Varianten, in welchen als Testsignal ein elektrischer Strom eingespeist wird, die elektrische Spannung, welche über die jeweilige Primärwicklung sowie den jeweiligen Teil des Stufenschalters abfällt, als elektrische Messgröße erfasst werden.
Im Verfahrensschritt 430 wird jeweils der zeitliche Verlauf der je wenigstens zwei der Phasen erfassten elektrischen Messgröße bestimmt, also insbesondere der zeitliche Verlauf ab dem Einspeisen des Testsignals bis nach der Betätigung des Mehrphasen-Stufenschalters.
Basierend darauf wird im Verfahrensschritt 432 ein zeitlicher Verlauf des elektrischen Widerstandes der jeweiligen Primärwicklungen sowie des jeweiligen Teils des Stufenschalters für einige Varianten bestimmt, bei welchen als Testsignal ein elektrischer Strom eingespeist und als Messgröße eine elektrische Spannung erfasst wird.
Weiter wird im Verfahren Schritt 434 eine Synchronität des Umschalters zwischen der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung für die wenigstens zwei der Phasen auf Basis eines Vergleichs der zeitlichen Verläufe der elektrischen Messgrößen, insbesondere der bestimmten elektrischen Widerstände, für die wenigstens zwei der Phasen bestimmt.
Schließlich wird im Verfahren Schritt 436 der zeitliche Verlauf der erfassten Messgrößen, insbesondere der zeitliche Verlauf des elektrischen Widerstands ausgegeben und/oder die durch Vergleich dieser Verläufe bestimmte Synchronität dargestellt.
Während Ausführungsbeispiele insbesondere unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einem Ausführungsbeispiel gegeben, wobei diverse Abwandlungen, insbesondere alternative oder zusätzliche Merkmale und/oder Abwandlungen der Funktion und/oder Anordnungen der beschriebenen Bestandteile, nach Wunsch des Fachmanns vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seiner rechtlichen Äquivalente abgewichen wird und/oder deren Schutzbereich verlassen wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 System
100 Prüfvorrichtung
110, 112 Testsignalquelle
120, 122 Schaltmittel
130, 132 Primäranschlüsse
134, 136 Sekundäranschlüsse
138 Messanschlüsse
140 Steuerungsvorrichtung
200 Mehrphasen-T ransformator
211 , 221 , 231 Primärwicklung
212, 222, 232 Sekundärwicklung
216, 226, 236 wenigstens eine Anzapfung
217, 227, 237 eine weitere Anzapfung
214, 224, 234 Schenkel
240, 242 Joch
260 Mehrphasen-Stufenschalter
261 , 262, 263 Einphasen-Stufenschalter
266, 267 Lastwiderstand
300 elektrische Verbindungsmittel
306 Verbindungsmittel für Stufenschalter
400 Verfahren zum Prüfen eine Mehrphasen-Stufenschalters
402 Verfahrensstart
404 Verfahrensende
420...436 Verfahrensschritte

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren (400) zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters (260) eines Mehrphasen-Transformators (200), welcher für jede seiner Phasen eine Primärwicklung (211 , 221 , 231 ) und eine Sekundärwicklung (212, 222, 232) sowie einen sich durch die Primär- und Sekundärwicklung erstreckenden Schenkel (214, 224, 234) aus magnetischem Material aufweist, und wobei die Primärwicklungen (211 , 221 , 231 ) als Stufenwicklungen mit wenigstens einer und einer weiteren Anzapfung (216, 217; 226, 227; 236, 237) ausgebildet sind und der Mehrphasen- Stufenschalter (260) eingerichtet ist, jeweils zwischen der wenigstens einen (216, 226, 236) und der weiteren Anzapfung (217, 227, 237) umzuschalten; wobei das Verfahren (400) aufweist:
- (422) Einspeisen jeweils eines Testsignals je Phase des Mehrphasen- Transformators (200) in die jeweilige Primärwicklung (211 , 221 ) über den Mehrphasen-Stufenschalter (260);
- (424) Kurzschließen jeweils der Sekundärwicklung (212, 222) von wenigstens zwei der Phasen;
-(426) Betätigen des Mehrphasen-Stufenschalter (260) nach dem Kurzschließen (424), um für die wenigstens zwei der Phasen gleichzeitig jeweils zwischen der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung umzuschalten; und
- (428) Erfassen einer elektrischen Messgröße bezüglich der Primärwicklungen (211 , 221 ) für die wenigstens zwei der Phasen wenigstens während des Betätigens (426) des Mehrphasen-Stufenschalters.
2. Verfahren (400) gemäß Anspruch 1 , welches weiterhin ein derartiges (420) Einprägen jeweils eines Gleichstroms je Phase in die jeweilige Primärwicklung vor dem Kurzschließen (424) der Sekundärwicklungen aufweist, sodass beim Kurzschließen der Mehrphasen-Transformator (200) stationär ist.
3. Verfahren (400) gemäß Anspruch 2, wobei je Phase das jeweilige Testsignal dem jeweils eingeprägten Gleichstrom entspricht.
4. Verfahren (400) gemäß Anspruch 2 oder 3, weiterhin aufweisend: - Erfassen des jeweils zum Einprägen eingespeisten elektrischen Stroms oder der beim Einprägen jeweils über die jeweilige Primärwicklung (211 , 221 , 231 ) anliegenden elektrischen Spannung; und
- Bestimmen auf Basis des Verlaufs des erfassten Stroms bzw. der erfassten Spannung, ob der Mehrphasen-Transformator (200) zumindest im Wesentlichen stationär ist.
5. Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: das je Phase jeweilige Testsignal ein jeweiliger Gleichstrom mit einer vorbestimmten Stromstärke ist; und die erfasste elektrische Messgröße je der wenigstens zwei der Phasen jeweils die elektrische Spannung ist, welche über die jeweilige Primärwicklung (211 , 221 ) und den Mehrphasen-Stufenschalter (260) anliegt.
6. Verfahren (400) gemäß Anspruch 5, welches des Weiteren aufweist: - (432) Bestimmen eines zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands der jeweiligen Primärwicklung (211 , 221 ) auf Basis der jeweils vorbestimmten Stromstärke und der erfassten elektrischen Spannung; und
- (436) Ausgeben des zeitlichen Verlaufs des elektrischen Widerstands für die wenigstens zwei der Phasen.
7. Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches weiterhin aufweist: - (430) Bestimmen jeweils des zeitlichen Verlaufs der je der wenigstens zwei der Phasen erfassten elektrischen Messgröße; und
- (434) Bestimmen einer Synchronität des Umschaltens zwischen der wenigstens einen Anzapfung und der weiteren Anzapfung für die wenigstens zwei der Phasen auf Basis eines Vergleichen der zeitlichen Verläufe der elektrischen Messgrößen für die wenigstens zwei der Phasen.
8. Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei je Primärwicklung jeweils ein Gleichstrom mit einer derartigen Stromstärke eingeprägt wird, sodass diese Gleichströme einem elektrischen Strom durch die Primärwicklung zu einem Zeitpunkt bei einem symmetrischen Betrieb des Mehrphasen-Transformators entsprechen.
9. Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Testsignale so gewählt sind, dass sie einem elektrischen Strom oder einer elektrischen Spannung bei einem symmetrischen Betrieb des Mehrphasen- Transformators entsprechen.
10. Verfahren (400) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mehrphasen-Transformator (200) als dreiphasiger Leistungstransformator mit entsprechendem Dreiphasen-Stufenschalter (260) ausgebildet ist.
11. Verfahren (400) gemäß Anspruch 10, wobei: in die drei Primärwicklungen des dreiphasigen Transformators jeweils ein Gleichstrom mit einer vorbestimmten Stromstärke eingeprägt (420) wird; einer der Gleichströme eine umgekehrte Polarität gegenüber den beiden übrigen Gleichströmen aufweist; und nach dem Einprägen (420) der Gleichströme und vor dem Betätigen des Dreiphasen-Stufenschalters alle drei Sekundärwicklungen des Dreiphasen- Transformators kurzgeschlossen werden.
12. Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das
Kurzschließen für alle Sekundärwicklungen des Mehrphasen-Transformators jeweils erfolgt.
13. Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Sekundärwicklungen von den wenigstens zwei der Phasen ein erstes Paar (212, 222) von Sekundärwicklungen bilden; und das Verfahren (400) zusätzlich für wenigstens ein zweites Paar (222, 232) von Sekundärwicklungen ausgeführt wird.
14. Verfahren (400) gemäß Anspruch 13, wobei das Verfahren (400) paarweise so lange für weitere Paare von Sekundärwicklungen ausgeführt wird, bis sich eine Kette an überlappenden Paaren (212, 222; 222, 232) ergibt, welche alle Sekundärwicklungen (212, 222, 232) umfasst.
15. System (1 ), aufweisend: einen Mehrphasen-Transformator (200) mit einem Mehrphasen- Stufenschalter (260); eine Prüfvorrichtung (100); und elektrische Verbindungsmittel (300) zum lösbaren Verbinden des Mehrphasen-Transformators mit der Prüfvorrichtung; wobei: der Mehrphasen-Transformator (200) für jede seiner Phasen eine Primärwicklung (211 , 221 , 231 ) und eine Sekundärwicklung (212, 222, 232) sowie einen sich durch die Primär- und Sekundärwicklung erstreckenden Schenkel (214, 224, 234) aus einem magnetischen Material aufweist; die Primärwicklungen (211 , 221 , 231 ) als Stufenwicklungen mit jeweils wenigstens einer und einer weiteren Anzapfung (216, 217; 226, 227; 236, 237) ausgebildet sind; der Mehrphasen-Stufenschalter (260) eingerichtet ist, jeweils zwischen der wenigstens einen und der weiteren Anzapfung (216, 217; 226, 227; 236, 237) umzuschalten; und die Prüfvorrichtung (100) eingerichtet ist, ein Verfahren (400) gemäß der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
16. Prüfvorrichtung (100) zum Prüfen eines Mehrphasen-Stufenschalters (260) eines Mehrphasen-Transformators (200), welcher für jede seiner Phasen eine Primärwicklung (211 , 221 , 231 ) und eine Sekundärwicklung (212, 222, 232) sowie einen sich durch die Primär- und Sekundärwicklung erstreckenden Schenkel (214, 224, 234) aus einem magnetischen Material aufweist, und wobei die Primärwicklungen als Stufenwicklungen mit wenigstens einer und einer weiteren Anzapfung (216, 217; 226, 227; 236, 237) ausgebildet sind und der Mehrphasen- Stufenschalter (260) eingerichtet ist, jeweils zwischen der wenigstens einen und der weiteren Anzapfung (216, 217; 226, 227; 236, 237) umzuschalten; wobei die Prüfvorrichtung (100) aufweist: jeweils eine Testsignalquelle (110, 112) zum Einspeisen eines Testsignals in die jeweilige Primärwicklung (211 , 221 , 231 ) sowie Primäranschlüsse (130, 132) zum lösbaren Verbinden der jeweiligen Testsignalquelle (110, 120) mit der jeweiligen Primärwicklung (211 , 221 , 231 ) und den jeweiligen Teil des Mehrphasen- Stufenschalters (260) wenigstens je Phase des Mehrphasen-Transformators (200) und/oder insgesamt wenigstens zwei davon; wenigstens zwei Schaltmittel (120, 122) zum Kurzschließen jeweils der Sekundärwicklung (212, 222, 232) von wenigstens zwei der Phasen des Mehrphasen-Transformators (200) sowie Sekundäranschlüsse (134, 136) zum lösbaren Verbinden der wenigstens zwei Schaltmittel (120, 122) mit jeweils einer der Sekundärwicklungen (212, 222) von den wenigstens zwei der Phasen; eine Betätigungsvorrichtung (160) zum automatischen Betätigen des Mehrphasen-Stufenschalters (260); und eine Messvorrichtung (180) zum Erfassen je einer elektrischen Messgröße bezüglich der Primärwicklungen (211 , 221 ) für die wenigstens zwei der Phasen.
17. Prüfvorrichtung (100), insbesondere gemäß Anspruch 16, aufweisend eine Steuerungsvorrichtung (140) und eingerichtet für ein Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Steuerungsvorrichtung (140) eingerichtet ist, das Ausführen des Verfahrens (400) zu steuern.
18. Prüfvorrichtung (100) gemäß Anspruch 16 oder 17, welche gesonderte Messanschlüsse (138) für die Messvorrichtung (180) aufweist.
19. Prüfvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Testsignalquellen (110, 112) jeweils als Stromquellen ausgebildet sind und eine vorbestimmte Dämpfung aufweisen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112748371B (zh) * 2020-12-18 2024-03-12 国网福建省电力有限公司检修分公司 变压器试验多测试项目的通用测试结构及逻辑控制方法
CN113391131B (zh) * 2021-08-03 2022-07-15 山东双益电气有限责任公司 一种干式变压器分接绕组的电阻测试装置及方法
CN115078880B (zh) * 2022-06-27 2024-04-12 国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司 一种配电变压器的能效参数的自动测试方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580276B2 (en) * 2001-08-24 2003-06-17 Abb Technology Ag Tap switch for frequency response and partial discharge measurement
KR101037323B1 (ko) * 2010-12-30 2011-05-26 (주)엘레시스 탭 체인저의 건전성 평가 장치 및 방법
AT515960B1 (de) * 2014-07-02 2016-08-15 Omicron Electronics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen eines Stufenschalters eines Transformators
AT516005B1 (de) * 2014-07-02 2016-11-15 Omicron Electronics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen eines Stufenschalters eines Transformators
CN107110903A (zh) * 2014-10-30 2017-08-29 欧米克朗电子有限公司 变压器测试装置及变压器测试方法
MX2017009147A (es) * 2015-01-13 2017-10-12 Omicron Electronics Gmbh Dispositivo de ensayo de transformador, y metodo para ensayar un transformador.
WO2016124698A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 Omicron Electronics Gmbh Transformatorprüfvorrichtung und verfahren zum prüfen eines dreiwicklungstransformators

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