EP4252264A1 - Laststufenschalter - Google Patents

Laststufenschalter

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Publication number
EP4252264A1
EP4252264A1 EP21807072.0A EP21807072A EP4252264A1 EP 4252264 A1 EP4252264 A1 EP 4252264A1 EP 21807072 A EP21807072 A EP 21807072A EP 4252264 A1 EP4252264 A1 EP 4252264A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
load tap
tap changer
drive shaft
load
Prior art date
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Granted
Application number
EP21807072.0A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4252264C0 (de
EP4252264B1 (de
Inventor
Robert Hiltner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of EP4252264A1 publication Critical patent/EP4252264A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4252264C0 publication Critical patent/EP4252264C0/de
Publication of EP4252264B1 publication Critical patent/EP4252264B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0044—Casings; Mountings; Disposition in transformer housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0038—Tap change devices making use of vacuum switches

Definitions

  • the invention relates to an on-load tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a tapped transformer.
  • On-load tap changers enable the transformation ratio of transformers to be changed under load and are well known from the prior art. They usually have a diverter switch and a selector.
  • the diverter switch is equipped with switching means, for example vacuum interrupters, and transition resistors, which are arranged in a cylindrical vessel filled with oil.
  • the selector is usually located below the diverter switch vessel and is made up of a plurality of rods arranged in a circle. Contacts are arranged on different levels on these bars, which serve as connections for a control winding. Inside the selector, two selector arms are attached to a switching column. These make contact with the contacts on the rods. Diverter switch and selector are connected to each other via a gear.
  • the motor-drive unit is located on the outside of the step-up transformer and is connected to the on-load tap-changer via a linkage.
  • the so-called load selector the select and switch functions are combined in one switch. This means that the selector and diverter switch are not spatially separated from each other, but are arranged in a common oil tank.
  • the diverter switch or the load selector can be removed from the oil compartment for repair or maintenance work to be carried out. This he follows from above via a cover of the transformer housing.
  • the disadvantage of on-load tap-changers with a separate selector is that work on the selector is very difficult because the selector is located below the diverter switch insert and in the transformer oil.
  • an on-load tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a stepped transformer.
  • the on-load tap changer includes a selector unit for power-free preselection to a selected winding tap, a diverter switch unit for the actual load switching from the previous winding tap to the preselected winding tap, and a drive shaft, which is driven by a motor drive and actuates the selector unit and the diverter switch unit.
  • the selector unit and the load changeover unit are arranged on a plate.
  • the on-load tap changer includes a support structure that includes at least one support rod.
  • At least one guide is provided in the edge region of the plate, which is designed to receive the support bar in such a way that the plate can be fixed to the support frame via the at least one guide.
  • the plate including the selector and diverter switch unit, which usually include the service and/or repair-relevant components, can be quickly replaced by the support rod being released from the guide by a simple pivoting movement and/or linear movement of the plate and in this way the panel is simply removed from the shoring.
  • the plate can be removed, for example, via an opening in a side wall of the transformer housing.
  • the plate can be designed in any way, for example as a plate-shaped injection molded part.
  • the plate can be made of plastic, for example thermoplastic or glass fiber reinforced plastic, or any other electrically insulating material.
  • the diverter switch unit can be designed in any way and, for example, have mechanical and/or power electronic switching means, one or more bridge switches and one or more current-limiting elements.
  • the Switching means can be designed, for example, as vacuum interrupters and/or IGBTs and/or thyristors.
  • the bridge switch can be actuated by a linear or rotary movement.
  • the current-limiting elements can be designed as a resistor and/or as an inductance and/or as a varistor.
  • the selector unit can be designed in any way and can have, for example, one or more movable selector contacts.
  • a moveable selector contact can be designed in any way, for example as a contact finger that is moved radially.
  • the movable selector contacts can also be actuated in any desired manner, for example via a Geneva wheel or a gear wheel.
  • Wei terhin has the voter on several fixed contacts that can be connected to the winding taps of the stepped transformer. These can be arranged in any way on the plate, such that they can be contacted by the movable selector contact or multiple movable selector contacts.
  • the fixed contacts are arranged radially on the disk.
  • the selector unit and the Lastum switch unit are actuated by the drive shaft via a drive unit, which is also arranged on the plate and non-rotatably connected to the drive shaft.
  • the drive unit can be designed in any way and consist, for example, of at least one actuating element.
  • the drive shaft and the actuating element can be designed in one or more parts.
  • the actuating element can be designed as a gear, cam contour, part-toothed gear, driver or double driver.
  • a plurality of actuating elements can be arranged on or on the drive shaft.
  • the several actuating elements can be configured in one piece or in multiple pieces.
  • the actuating elements can, for example, be connected to one another by gluing, screwing or plugging.
  • the guide is formed as a U-shaped recess and is designed in such a way that the at least one support rod is at least partially surrounded by the guide in a form-fitting manner.
  • the form-fitting surrounding means that the guide surrounds the supporting rod at least on three sides in a form-fitting manner, that is to say with a precise fit.
  • the support rod can be pushed into the guide and pulled out via the open side of the guide will.
  • the plate is fastened to the at least one support rod in the area of the guide via a snap connection, for example by utilizing the deformation properties of thermoplastics.
  • a snap connection for example, cams, beads or hooks can also be provided on the supporting rod, which snap into corresponding undercuts in the guide in a form-fitting manner.
  • the support bar can be secured in the guide by means of fixing means, for example pins and/or screws, which extend through the at least one support bar in the area of the guide and into the plate.
  • the support framework comprises at least three further support rods and an end plate. A first end of the support rods is attached to the end plate.
  • the end plate can be designed in any way.
  • the plate can be made of any electrically insulating material, such as plastic, or an electrically conductive material, such as aluminum.
  • the support rods can also be made of plastic, for example thermoplastic or glass fiber reinforced plastic, or any other electrically insulating material.
  • the end plate has sleeves for fastening the support rods, into which the first end of the support rods is inserted and fixed by means of suitable means.
  • suitable means are, for example, bolts and/or screws and/or connecting means with the same effect.
  • the sleeves and the plate can be designed in one or more parts.
  • the plate has at least three further guides in the edge region, each guide being designed to accommodate one supporting rod.
  • a sealing flange is arranged on the end plate, by means of which the supporting structure can be mounted on a housing of the step-up transformer, in particular on a transformer cover.
  • the drive shaft extends from a first side of the panel through the panel to a second side of the panel.
  • the drive shaft and the plate are arranged perpendicular to each other.
  • the drive shaft can be designed in one piece or in several pieces. In the case of a multi-part design, the parts can be connected to one another via couplings.
  • the drive shaft and the plate are detachably connected to one another.
  • detachable means that the drive shaft can be easily dismantled by being pulled out of the plate and the sealing flange as a whole or in parts, in particular upwards.
  • the drive shaft can be connected to the motor drive via the sealing flange.
  • the on-load tap changer for a second and third phase of the tapped transformer to be controlled comprises a second and third selector unit, a second and third diverter switch unit, a second plate on which the second selector unit and the second diverter switch unit are arranged, and a third plate on which the third selector unit and the third diverter switch unit are arranged.
  • the plates are arranged in a longitudinal direction L of the on-load tap changer along the drive shaft and are held in position by means of the support structure.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an on-load tap changer in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of an exemplary embodiment of an on-load tap changer according to the improved concept
  • FIG. 3 shows a detailed view in a cross-sectional view of an example
  • FIG. 4 shows a perspective representation of a further exemplary embodiment of an on-load tap changer according to the improved concept.
  • an exemplary embodiment of an on-load tap changer 10 for a tapped transformer 1 is shown schematically.
  • the tapped transformer 1 has a main winding 3 and a control winding 4 with different winding taps Ni, ..., Nj, ..., N N , which are switched on and off by the on-load tap changer 10.
  • the on-load tap changer includes a selector 30, which can contact the different winding taps Ni, ..., Nj, ..., N N N of the control winding development 4 by means of two movable selector contacts, and a diverter switch 40, which is the actual diverter switch the currently connected leads to the new, preselected winding tap.
  • the load changeover switch 40 shown in FIG .
  • FIG. 2 shows a perspective representation of an exemplary embodiment of an on-load tap changer according to the improved concept.
  • the on-load tap changer 10 has a plate 50, the material made of a plastic, such as glass fiber reinforced plastic, or another electrically insulating material.
  • the plate 50 is either designed as a milled part or is produced by means of an injection molding process.
  • a selector unit 30, a diverter switch unit 40 and a current-limiting element 41 are arranged on it.
  • Powerless fixed contacts 32 of the selector are preselected via the selector unit 30, which in turn are electrically connected to the winding taps of the tapped transformer (not shown).
  • the fixed contacts 32 are guided to a side wall 55, through which the selector connections 31 provided for the connection to the winding taps (not shown) of the fixed contacts 32 are passed.
  • a drive unit 61 is arranged on the plate 50, essentially between the selector unit 30 and the diverter switch unit 40.
  • the drive unit 61 is rotationally connected to a drive shaft 60, which is designed as a hollow or solid square shaft made of plastic.
  • the drive shaft 60 extends from a first side 53 of the plate 50 through to a second side 54 of the plate 50 opposite the first side 53 is arranged, and is arranged perpendicular to the plate 50 and detachably connected to this the. Detachable means here specifically that the drive shaft 60 can be pulled out of the plate 50 .
  • the drive shaft 60 and thus also the drive unit 61 are driven by a motor drive 70.
  • the on-load tap changer 10 also includes a support structure 20 consisting of a total of four support rods 21 and an end plate 23.
  • Each support rod 21 is held in a guide 51 in the form of a U-shaped recess provided in the plate 50 and positively connected from three sides this guide 51 surrounded.
  • Each guide thus has an open side.
  • the side wall 55 is therefore not continuous, but formed in several parts, so that the plate 50 can be easily removed from the support rods 21.
  • the plate 50 is secured to the support structure 20 by means of pins (not shown), which extend through the support rods 21 in the area of the guides 51 into the plate 50 .
  • pins not shown
  • each support rod 21 has a first end 22 fastened to the end plate 23 .
  • sleeves 24 are arranged on the end plate 23, into which the ends 22 of the support rods 21 are inserted.
  • the supporting framework 20 is mounted on a housing 2 of the stepped transformer 1 by means of a sealing flange 25 which is arranged on the end plate 23 .
  • the drive shaft 60 is connected to the motor drive 70 via the sealing flange 25 . If the plate 50 is removed because of service or repair work, the drive shaft 60 must first be pulled out of the plate 50 and through the end plate 23 and the sealing flange 25 .
  • FIG. 3 shows a detailed view in a cross-sectional representation of an exemplary embodiment of the on-load tap changer according to the improved concept.
  • the first side 53 of the plate 50 is shown in plan view.
  • the essential components of the on-load tap changer 10 arranged on the plate 50 have already been explained in the description of FIG. 2, so that they will not be discussed again.
  • the guides 51 or the U-shaped Recesses in an edge region 52 of the plate 50 are arranged.
  • Three of the U-shaped recesses are formed in such a way that the open side points in the same direction, namely in the direction of the selector terminals 31 .
  • One of the guides 51 in this case the guide located in close proximity to the current-limiting element 41, is formed with the open side opposite to the remaining guides.
  • the support rod 21 located in this guide must first be removed from the support structure 20 before the plate 50 can be removed from the other three support rods 21, and thus from the support structure 20, by moving it in a transverse direction Q of the on-load tap changer 10. can be removed. The prerequisite for this is that the drive shaft 60 has been removed beforehand.
  • FIG. 3 represents only one possible variant for the design of the guides. It is also possible, for example, to design all the guides with the open side pointing in the same direction.
  • FIG. 4 shows a perspective representation of a further exemplary embodiment of an on-load tap changer according to the improved concept.
  • load step switch 10 from FIG. 4
  • the on-load tap changer 10 has a three-phase design and has a second and third plate 50, each of which is designed in accordance with the plate shown in FIGS. 2 and 3.
  • the plates 50 are arranged one above the other and spaced apart from one another in a longitudinal direction L of the on-load tap changer 10 along the drive shaft 60 and are held in this position by means of the support framework 20 .
  • the drive shaft 60 also extends along the longitudinal direction L of the on-load tap changer 10 and drives all three phases of the on-load tap changer 10 equally.

Landscapes

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

Abstract

Laststufenschalter (10) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen (N1, …NJ, …, NN) eines Stufentransformators (1), umfassend - eine Wählereinheit (30) zur leistungslosen Vorwahl auf eine ausgewählte Wicklungsanzapfung (NJ); - eine Lastumschaltereinheit (40) zur eigentlichen Lastumschaltung von der bisherigen Wicklungsanzapfung (NJ-1) auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung (NJ); - eine Antriebswelle (60), die von einem Motorantrieb (70) angetrieben wird und die Wählereinheit (30) und die Lastumschaltereinheit (40) betätigt; - eine Platte (50), an der die Wählereinheit (30) und die Lastumschaltereinheit (40) angeordnet sind; - ein Traggerüst (20) mit wenigstens einem Tragstab (21); wobei - wenigstens eine Führung (51) in einem Randbereich (52) der Platte (50) angeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, den Tragstab (21) aufzunehmen derart, dass die Platte (50) über die wenigstens eine Führung (51) an dem Traggerüst (50) fixierbar ist.

Description

LASTSTUFENSCHALTER
Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwi schen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators.
Laststufenschalter ermöglichen die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses von Transformatoren unter Last und sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie weisen in der Regel einen Lastumschalter und einen Wähler auf. Der Lastumschalter ist zum lastlosen Umschalten mit Schaltmitteln, beispielsweise Vakuumschaltröhren, und Überschaltwiderständen ausgestattet, welche in einem zylinderförmigen, mit Öl gefüllten Gefäß angeordnet sind. Der Wähler ist üblicherweise unterhalb des Lastumschaltergefäßes angeordnet und aus einer Vielzahl von im Kreis angeordneten Stäben aufgebaut. An diesen Stäben sind in unterschiedlichen Ebenen Kontakte angeordnet, die als Anschlüsse für eine Regelwicklung dienen. Innerhalb des Wählers sind zwei Wählerarme an einer Schaltsäule befestigt. Diese kontaktieren die Kontakte an den Stäben. Lastumschalter und Wähler sind über ein Getriebe miteinander verbunden. Der Motorantrieb ist außen am Stufentransfor mator angeordnet und über ein Gestänge mit dem Laststufenschalter verbunden.
Bei einer weiteren, sich konstruktiv von den im vorigen Absatz beschriebenen Laststufen schaltern unterscheidenden, jedoch ebenso bekannten Bauweise von Laststufenschaltern, dem sogenannten Lastwähler, sind die Funktionen Wählen und Schalten in einem Schalter vereint. Das bedeutet, dass Wähler und Lastumschalter nicht räumlich getrennt voneinan der, sondern in einem gemeinsamen Ölgefäß angeordnet sind.
Für beide Bauweisen gilt, dass bei anstehenden Reparatur- oder Wartungsarbeiten der Lastumschalter bzw. der Lastwähler aus dem Ölgefäß entnommen werden kann. Dies er folgt von oben über einen Deckel des Transformatorgehäuses. Nachteilig bei Laststufen schaltern mit separatem Wähler ist jedoch, dass Arbeiten am Wähler nur mit sehr hohem Aufwand möglich sind, da der Wähler unterhalb des Lastumschaltereinsatzes und im T rans- formatoröl angeordnet ist.
Zudem gibt es mittlerweile neuartige Bauformen von Stufenschaltern, die einen grundle gend anderen Aufbau ohne Ölgefäß aufweisen und somit auch eine neue Fierangehens weise bei der Wartung oder Reparatur erfordern.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept für Reparatur- und War tungsarbeiten an Laststufenschaltern und/oder Baugruppen von Laststufenschaltern ohne Ölgefäß anzugeben, welches einen schnellen und einfachen Austausch des Laststufenschalters und/oder von servicerelevanten oder reparaturbedürftigen Baugruppen des Laststufenschalters ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransfor mators angegeben. Der Laststufenschalter umfasst eine Wählereinheit zur leistungslosen Vorwahl auf eine ausgewählte Wicklungsanzapfung, eine Lastumschaltereinheit zur eigent lichen Lastumschaltung von der bisherigen Wicklungsanzapfung auf die vorgewählte Wick lungsanzapfung, und eine Antriebswelle, die von einem Motorantrieb angetrieben wird und die Wählereinheit und die Lastumschaltereinheit betätigt. Die Wählereinheit und die Las tumschaltereinheit sind auf einer Platte angeordnet. Des Weiteren umfasst der Laststufen schalter ein Traggerüst, das wenigstens einen Tragstab umfasst.
Im Randbereich der Platte ist wenigstens eine Führung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den Tragstab aufzunehmen derart, dass die Platte über die wenigstens eine Führung an dem Traggerüst fixierbar ist.
Dadurch ist die Platte einschließlich der Wähler- und Lastumschaltereinheit, welche in der Regel die Service- und/oder reparaturrelevanten Bauteile umfassen, schnell austauschbar, indem der T ragstab durch eine einfache Schwenkbewegung und/oder Linearbewegung der Platte aus der Führung gelöst und auf diese Weise die Platte einfach von dem Traggerüst entfernt wird. Das Entnehmen der Platte kann beispielsweise über eine Öffnung in einer Seitenwand des Transformatorgehäuses erfolgen. Folglich ist es nicht mehr notwendig bei fälligen Reparatur- oder Wartungsarbeiten an einzelnen Bauteilen des Laststufenschalters diesen komplett aus dem Transformatorgehäuse zu entfernen. Stattdessen können die Platten mit den betroffenen Bauteilen einzeln aus dem Gehäuse entnommen werden.
Die Platte kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als plattenför miges Spritzgussteil. Die Platte kann aus Kunststoff, beispielsweise thermoplastischem oder glasfaserverstärktem Kunststoff, oder einem weiteren beliebigen elektrisch isolieren den Material bestehen.
Die Lastumschaltereinheit kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispiels weise mechanische und/oder leistungselektronische Schaltmittel, einen oder mehrere Brü ckenschalter und einen oder mehrere strombegrenzende Elemente aufweisen. Die Schaltmittel können beispielsweise als Vakuumschaltröhren und/oder IGBT’s und/oder Thyristoren ausgebildet sein. Der Brückenschalter kann durch eine lineare oder rotatorische Bewegung betätigt werden. Die strombegrenzenden Elemente können als Widerstand und/oder als Induktivität und/oder als Varistor ausgebildet sein.
Die Wählereinheit kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise einen oder mehrere bewegliche Wählerkontakte aufweisen. Ein beweglicher Wählerkontakt kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Kontaktfinger, der radial bewegt wird. Die Betätigung der beweglichen Wählerkontakte kann ebenfalls auf be liebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise über ein Malteserrad oder ein Zahnrad. Wei terhin weist der Wähler mehrere Festkontakte auf, die mit den Wicklungsanzapfungen des Stufentransformators verbindbar sind. Diese können auf beliebige Art und Weise auf der Platte angeordnet sein, derart, dass sie von dem beweglichen Wählerkontakt oder den mehreren beweglichen Wählerkontakten kontaktierbar sind. Beispielsweise sind die Fest kontakte radial auf der Platte angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Wählereinheit und die Lastum schaltereinheit von der Antriebswelle über eine Antriebseinheit betätigt, die ebenfalls auf der Platte angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle verbindbar ist.
Die Antriebseinheit kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise aus mindestens einem Betätigungselement bestehen. Die Antriebswelle und das Betäti gungselement können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Das Betätigungselement kann als Zahnrad, Nockenkontur, teilverzahntes Zahnrad, Treiber oder Doppeltreiber ausgestal tet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform können mehrere Betätigungselemente auf oder an der Antriebswelle angeordnet sein. Die mehreren Betätigungselemente können einteilig oder mehrteilig ausgestaltet sein. Die Betätigungselemente können beispielsweise mitei nander durch Kleben, Schrauben oder Stecken verbunden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Führung als U-förmige Aussparung aus gebildet und derart ausgestaltet, dass der wenigstens eine Tragstab zumindest teilweise formschlüssig von der Führung umgeben ist.
Im Wesentlichen bedeutet das formschlüssige Umgeben, dass die Führung den Tragstab zumindest an drei Seiten formschlüssig, das heißt passgenau, umgibt. Über die offene Seite der Führung kann der Tragstab in die Führung eingeschoben und herausgezogen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Platte im Bereich der Führung über eine Schnapp verbindung an dem wenigstens einen Tragstab befestigt, indem beispielsweise die Verfor mungseigenschaften von thermoplastischen Kunststoffen ausgenutzt werden. Beispiels weise können auch Nocken, Wülste oder Haken an dem Tragstab vorgesehen sein, die formschlüssig in entsprechende Hinterschneidungen in der Führung einrasten.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform kann die Sicherung des Tragstabes in der Führung über Fixiermittel, beispielsweise Stifte und/oder Schrauben, die durch den wenigstens ei nen Tragstab hindurch in dem Bereich der Führung in die Platte hineinreichen, erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Traggerüst wenigstens drei weitere Tragstäbe und eine Abschlussplatte. Die Tragstäbe sind mit einem ersten Ende an der Ab schlussplatte befestigt.
Die Abschlussplatte kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein. Die Platte kann aus einem beliebigen elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, oder einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Aluminium bestehen.
Die Tragstäbe können ebenfalls aus Kunststoff, beispielsweise thermoplastischem oder glasfaserverstärktem Kunststoff, oder einem weiteren beliebigen elektrisch isolierenden Material bestehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abschlussplatte zur Befestigung der Tragstäbe Hülsen auf, in welche jeweils das erste Ende der Tragstäbe eingesetzt und mit tels geeigneter Mittel fixiert wird. Geeignete Mittel sind beispielsweise Bolzen und/oder Schrauben und/oder gleichwirkende Verbindungsmittel. Die Hülsen und die Platte können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Platte in dem Randbereich wenigstens drei weitere Führungen auf, wobei jede Führung zur Aufnahme jeweils eines Tragstabes ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an der Abschlussplatte ein Dichtflansch ange ordnet, mittels dem das Traggerüst an einem Gehäuse des Stufentransformators, insbe sondere an einem Transformatordeckel, montierbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Antriebswelle von einer ersten Seite der Platte durch die Platte hindurch zu einer zweiten Seite der Platte. Die Antriebs welle und die Platte sind senkrecht zueinander angeordnet.
Die Antriebswelle kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sind. Im Falle einer mehrteiligen Ausbildung können die Teile über Kupplungen miteinander verbunden sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Antriebswelle und die Platte lösbar mitei nander verbunden. Lösbar bedeutet konkret, dass die Antriebswelle einfach demontierbar ist, indem sie im Ganzen oder in Teilen, insbesondere nach oben aus der Platte und dem Dichtflansch herausziehbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Antriebswelle über den Dichtflansch mit dem Motorantrieb verbindbar.
Gemäß einem zweiten Aspekt des verbesserten Konzepts umfasst der Laststufenschalter für eine zweite und dritte zu regelnde Phase des Stufentransformators eine zweite und dritte Wählereinheit, eine zweite und dritte Lastumschaltereinheit, eine zweite Platte, an der die zweite Wählereinheit und die zweite Lastumschaltereinheit angeordnet sind, und eine dritte Platte, an der die dritte Wählereinheit und die dritte Lastumschaltereinheit angeordnet sind. Die Platten sind in einer Längsrichtung L des Laststufenschalters entlang der Antriebswelle angeordnet und werden mittels dem Traggerüst in Position gehalten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die identisch oder funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Um ständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt. Die Figuren stellen le diglich Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, ohne jedoch die Erfindung auf die darge stellten Ausführungsbeispiele zu beschränken.
Es zeigen
Figur 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Laststufenschalters in einer schematischen Darstellung;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform ei nes Laststufenschalters gemäß dem verbesserten Konzept; Figur 3 eine Detailansicht in einer Querschnittdarstellung einer beispielhaften
Ausführungsform des Laststufenschalters gemäß dem verbesserten Kon zept;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausfüh- rungsform eines Laststufenschalters gemäß dem verbesserten Konzept.
In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Laststufenschalters 10 für einen Stufentransformator 1 schematisch dargestellt. Der Stufentransformator 1 weist eine Stammwicklung 3 und eine Regelwicklung 4 mit unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen Ni, ..., Nj, ..., NN auf, die durch den Laststufenschalter 10 zu- bzw. abgeschaltet werden. Dafür umfasst der Laststufenschalter einen Wähler 30, der mittels zwei beweglicher Wäh lerkontakte die unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen Ni, ..., Nj, ..., NN der Regelwick lung 4 kontaktieren kann, und einen Lastumschalter 40, der die eigentliche Lastumschal- tung von der aktuell beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung durch führt. In der in Figur 1 dargestellten Position des Lastumschalters 40 fließt der Laststrom von der aktuell beschalteten Wicklungsanzapfung N +i über den jeweiligen Wählerkontakt und den Lastumschalter 40 zu einer Lastableitung 11 .
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Laststufenschalters gemäß dem verbesserten Konzept. Der Laststufenschalter 10 weist eine Platte 50 auf, die aus einem Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunst stoff, oder einem anderen elektrisch isolierenden Material besteht. Die Platte 50 ist entwe der als Frästeil ausgebildet oder mittels Spritzgussverfahren hergestellt. Auf ihr sind eine Wählereinheit 30, eine Lastumschaltereinheit 40 sowie ein strombegrenzendes Element 41 angeordnet. Über die Wählereinheit 30 werden leistungslos Festkontakte 32 des Wählers vorgewählt, die wiederum mit den Wicklungsanzapfungen des Stufentransformators (nicht dargestellt) elektrisch verbunden sind. Hierfür werden die Festkontakte 32 zu einer Seiten wand 55 geführt, durch welche die zur Verbindung mit den Wicklungsanzapfungen (nicht dargestellt) vorgesehenen Wähleranschlüsse 31 der Festkontakte 32 hindurchgeführt sind.
Weiterhin ist eine Antriebseinheit 61 auf der Platte 50, im Wesentlichen zwischen der Wäh lereinheit 30 und der Lastumschaltereinheit 40, angeordnet. Die Antriebseinheit 61 ist dreh test mit einer Antriebswelle 60 verbunden, die als hohle oder massive Vierkantwelle aus Kunststoff ausgestaltet ist. Die Antriebswelle 60 erstreckt sich von einer ersten Seite 53 der Platte 50 hindurch zu einer zweiten Seite 54 der Platte 50, die gegenüber der ersten Seite 53 angeordnet ist, und ist senkrecht zur Platte 50 angeordnet und lösbar mit dieser verbun den. Lösbar bedeutet hier konkret, dass die Antriebswelle 60 aus der Platte 50 herausge zogen werden kann. Angetrieben wird die Antriebswelle 60 und somit auch die Antriebsein heit 61 von einem Motorantrieb 70.
Der Laststufenschalter 10 umfasst ferner ein Traggerüst 20 bestehend aus insgesamt vier Tragstäben 21 und einer Abschlussplatte 23. Jeder Tragstab 21 ist in einer Führung 51 in Form einer U-förmigen Aussparung gehaltert, die in der Platte 50 vorgesehen ist, und von drei Seiten formschlüssig von dieser Führung 51 umgeben. Jede Führung hat somit eine offene Seite. Die Seitenwand 55 ist deshalb nicht durchgängig, sondern in mehreren Teilen ausgebildet, damit die Platte 50 einfach von den Tragstäben 21 entfernt werden kann. Die Platte 50 ist über Stifte (nicht dargestellt), die durch die Tragstäbe 21 hindurch in dem Be reich der Führungen 51 in die Platte 50 hineinreichen, an dem Traggerüst 20 gesichert. Denkbare wäre jedoch ebenso eine Fixierung der Tragstäbe 21 in den Führungen 51 über eine Schnappverbindung, indem beispielsweise die Verformungseigenschaften von ther moplastischen Kunststoffen ausgenutzt werden.
Weiterhin ist jeder Tragstab 21 mit einem ersten Ende 22 an der Abschlussplatte 23 befes tigt. Hierfür sind Hülsen 24 an der Abschlussplatte 23 angeordnet, in die die Enden 22 der Tragstäbe 21 eingesetzt werden. Das Traggerüst 20 wird mittels eines Dichtflansches 25, der an der Abschlussplatte 23 angeordnet ist, an einem Gehäuse 2 des Stufentransforma tors 1 montiert. Die Antriebswelle 60 ist über den Dichtflansch 25 mit dem Motorantrieb 70 verbunden. Soll die Platte 50 aufgrund von Service- oder Reparaturarbeiten ausgebaut wer den, so muss zunächst die Antriebswelle 60 aus der Platte 50 und durch die Abschluss platte 23 und den Dichtflansch 25 hindurch herausgezogen werden. Hierfür ist es notwen dig, den Motorantrieb 70 von dem Gehäuse 2 des Stufentransformators 1 zu demontieren und daraufhin die Antriebswelle 60 über den Dichtflansch 25 durch eine Öffnung im Trans formatorgehäuse 2 herauszuziehen. Anschließend kann die Platte 50 von dem Traggerüst 20 entnommen werden, wie nachfolgend mit Bezug auf Figur 3 beschrieben wird.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht in einer Querschnittdarstellung einer beispielhaften Ausfüh rungsform des Laststufenschalters gemäß dem verbesserten Konzept. Hier ist die erste Seite 53 der Platte 50 in der Draufsicht gezeigt. Die auf der Platte 50 angeordneten, we sentlichen Bestandteile des Laststufenschalters 10 wurden bereits in der Beschreibung zu Figur 2 erläutert, sodass hierauf nicht erneut eingegangen wird.
In Figur 3 ist erkennbar, dass die Führungen 51 , beziehungsweise die U-förmigen Aussparungen, in einem Randbereich 52 der Platte 50 angeordnet sind. Drei der U-förmi gen Aussparungen sind derart ausgebildet, dass die offene Seite in die gleiche Richtung, nämlich in Richtung der Wähleranschlüsse 31 zeigt. Eine der Führungen 51 , in diesem Fall die Führung, die in unmittelbarer Nähe des strombegrenzenden Elementes 41 angeordnet ist, ist mit der offenen Seite entgegengesetzt zu den restlichen Führungen ausgebildet. Bei dieser konkreten Ausführungsform muss also der sich in dieser Führung befindliche Trag stab 21 zunächst von dem Traggerüst 20 entnommen werden, bevor die Platte 50 durch Bewegung in eine Querrichtung Q des Laststufenschalters 10 von den übrigen drei Trag stäben 21 , und damit dem Traggerüst 20, entfernt werden kann. Voraussetzung hierfür ist, dass die Antriebswelle 60 zuvor entfernt wurde.
Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform stellt lediglich eine mögliche Variante zur Ausbil dung der Führungen dar. Es ist beispielsweise ebenso möglich, alle Führungen mit der offenen Seite in die gleiche Richtung zeigend auszubilden.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungs form eines Laststufenschalters gemäß dem verbesserten Konzept. Bezüglich dem Laststu fenschalter 10 aus Figur 4 wird auf die vorangegangenen Erläuterungen zu den Figuren 2 und 3 in analoger Weise Bezug genommen und im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
In Figur 4 ist der Laststufenschalter 10 dreiphasig ausgebildet und weist eine zweite und dritte Platte 50 auf, die jeweils entsprechend der in Figur 2 und 3 gezeigten Platte ausge bildet sind. Die Platten 50 sind in einer Längsrichtung L des Laststufenschalters 10 entlang der Antriebswelle 60 übereinander und voneinander beabstandet angeordnet und werden mittels dem Traggerüst 20 in dieser Position gehalten. Die Antriebswelle 60 erstreckt sich ebenfalls entlang der Längsrichtung L des Laststufenschalters 10 und treibt alle drei Phasen des Laststufenschalters 10 gleichermaßen an.
Es wird angenommen, dass die vorliegende Offenbarung und viele ihrer begleitenden Vor teile durch die vorstehende Beschreibung verstanden werden. Ferner ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen an der Form, Konstruktion und Anordnung der Komponen ten vorgenommen werden können, ohne vom offenbarten Gegenstand abzuweichen oder ohne auf alle materiellen Vorteile zu verzichten. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich erläuternd und solche Änderungen werden durch die nachstehenden Ansprü che mit umfasst. Weiterhin versteht es sich, dass die Erfindung durch die nachstehenden Ansprüche definiert ist. BEZUGSZEICHEN
1 Stufentransformator
2 Gehäuse von 1
3 Stammwicklung
4 Regelwicklung 10 Laststufenschalter 11 Lastableitung 20 Traggerüst 21 T ragstab 22 erstes Ende von 21
23 Abschlussplatte
24 Hülse
25 Dichtflansch
30 Wählereinheit
31 Wähleranschlüsse
32 Festkontakte von 30
40 Lastumschaltereinheit
41 strombegrenzendes Element
50 Platte
51 Führung
52 Randbereich von 50
53 erste Seite von 50
54 zweite Seite von 50
55 Seitenwand 60 Antriebswelle 61 Antriebseinheit
70 Motorantrieb Ni, N , NN Wicklungsanzapfungen von 4
L Längsrichtung des Laststufenschalters
Q Querrichtung des Laststufenschalters

Claims

ANSPRÜCHE
1. Laststufenschalter (10) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsan zapfungen (Ni, ...Nj, Nn) eines Stufentransformators (1), umfassend eine Wählereinheit (30) zur leistungslosen Vorwahl auf eine ausgewählte Wick lungsanzapfung (Nj); eine Lastumschaltereinheit (40) zur eigentlichen Lastumschaltung von der bisheri gen Wicklungsanzapfung (Nj-i) auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung (Nj); eine Antriebswelle (60), die von einem Motorantrieb (70) angetrieben wird und die Wählereinheit (30) und die Lastumschaltereinheit (40) betätigt;
- eine Platte (50), an der die Wählereinheit (30) und die Lastumschaltereinheit (40) angeordnet sind;
- ein Traggerüst (20) mit wenigstens einem Tragstab (21); wobei
- wenigstens eine Führung (51) in einem Randbereich (52) der Platte (50) angeord net ist, die dazu ausgebildet ist, den Tragstab (21) aufzunehmen derart, dass die Platte (50) über die wenigstens eine Führung (51) an dem Traggerüst (50) fixierbar ist.
2. Laststufenschalter (10) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- die Führung (51) als U-Förmige Aussparung ausgebildet ist und den wenigstens ei nen Tragstab (21) zumindest teilweise formschlüssig umgibt.
3. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- das Traggerüst (20) wenigstens drei weitere Tragstäbe (21) und eine Abschluss platte (23) aufweist;
- die Tragstäbe (21) mit einem ersten Ende (22) an der Abschlussplatte (23) befes tigt sind.
4. Laststufenschalter (10) nach Anspruch 3, wobei
- die Abschlussplatte (23) zur Befestigung der Tragstäbe (21) Hülsen (24) aufweist, in welche jeweils das erste Ende (22) der T ragstäbe (21 ) eingesetzt und fixiert wird.
5. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche 3 oder 4, wobei
- die Platte (50) in dem Randbereich (52) wenigstens drei weitere Führungen (51) aufweist, wobei jede Führung (51 ) zur Aufnahme jeweils eines T ragstabes (21 ) ausgebildet ist.
6. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche 3 bis 5, wobei
- an der Abschlussplatte (23) ein Dichtflansch (25) angeordnet ist, mittels dem das Traggerüst (20) an einem Gehäuse (2) des Stufentransformators (1), insbeson dere an einem Transformatordeckel, montierbar ist.
7. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- sich die Antriebswelle (60) von einer ersten Seite der Platte (53) durch die Platte (50) zu einer zweiten Seite der Platte (54) erstreckt, derart, dass die Antriebswelle (60) und die Platte (54) senkrecht zueinander angeordnet sind.
8. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die Antriebswelle (60) einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist.
9. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Antriebswelle (60) und die Platte (50) lösbar miteinander verbunden sind.
10. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Antriebswelle (60) über den Dichtflansch (25) mit dem Motorantrieb (70) ver bindbar ist.
11. Laststufenschalter (10) nach einem der vorigen Ansprüche, umfassend für eine zweite und dritte zu regelnde Phase des Stufentransformators (1) eine zweite und dritte Wählereinheit (30),
- eine zweite und dritte Lastumschaltereinheit (40),
- eine zweite Platte (50), an der die zweite Wählereinheit (30) und die zweite Las tumschaltereinheit (40) angeordnet sind,
- eine dritte Platte (50), an der die dritte Wählereinheit (30) und die dritte Lastum schaltereinheit (40) angeordnet sind, wobei
- die Platten (50) in einer Längsrichtung L des Laststufenschalters (10) entlang der Antriebswelle (60) angeordnet sind und mittels dem Traggerüst (20) in Position ge halten werden.
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