JP2013500594A - 電圧調整変圧器におけるステップスイッチの配置 - Google Patents

Abstract

本発明は、電圧調整変圧器におけるステップスイッチの配置であって、その際、ステップスイッチが、電圧調整変圧器の調整コイルのタッピングの選択の為の機械的接点部と、本来の負荷時タップ切替の為の負荷時タップ切替器とを有し、その際、電圧調整変圧器が、オイル充填されたタンクを有し、このタンクの中に、少なくとも一つの鉄ヨークと複数のコイルが存在し、およびその際、タンクが、上方を、トランスカバーによって密閉されているステップスイッチの配置に関する。発明に従い、ステップスイッチの機械的接点部（８）が、タンク（１）内において、トランスカバー（４）の下かつ鉄ヨーク（３）の上に配置されていることが提案される。

Description

本発明は、電圧調整変圧器、特に分配トランスにおける、ステップスイッチ、特に電気的なステップスイッチの配置に関する。

ステップスイッチは、電圧調整変圧器のコイルタップの間の中断無しの切替のために使用される。これらは、長い間、先行技術であり、負荷時タップ切替の為の切替要素として、機械的接点を有するか、または真空スイッチ管を有するか、または半導体スイッチを有する多くの実施形で公知である。

２０００年にMR出版（MR-Publication）により出版された非特許文献１の第６頁より、トランスにおける、またはトランス中における、ステップスイッチの様々な公知の配置が知られている。いわゆる「インタンクタイプ（組込スイッチ）」においては、ステップスイッチは、トランスのコイルの横で、トランスタンク中に完全に沈められ、そのオイルボリュームによって取り囲まれている。構造に応じて、負荷時タップ切替器、または完全に中に入れられたステップスイッチが、独立したオイルボリュームを有している。いわゆる「コンパートメントタイプ（組付スイッチ）」においては、ステップスイッチは、トランスタンクの横に配置され、貫通部を通じて調整コイルと接続されている。通常、側方に組付けられたステップスイッチは、独立したオイルボリュームを有している。特許文献１より、少なくとも一つの橋絡抵抗器と、半導体スイッチ要素を有するステップスイッチが公知である。その際、ステップ選択器は、オイル充填されたトランスタンク内に収納され、一方で、本来の負荷時タップ切替器は、半導体スイッチ要素としてのサイリスタと共に、側方に組付けられた独立式のハウジング内で空気中に存在している。橋絡抵抗器は、ここでもまた、別の側方の独立式のハウジング部材の中で空気中に配置されている。

トランス中における、またはトランス側方における、ステップスイッチの公知の配置において不利益であるのは、相応してより広くまたは長く必要なトランス構造である。特に分配トランスまたは地域供給網用トランスにおいては、そのような、ステップスイッチの為のスペースを有している相応してより広いまたはより長いトランス構造は、相応してより大きなコンパクトステーションへと通じる。しかしながら、これは望まれていない、というのはより大きなコンパクトステーションは高価であり、とりわけ大きな設置スペースを必要とするからである。

独国特許出願第101 02 310 C1号明細書

クレマー著「パワートランスの為の負荷時タップ切替器」（"Kramer: On-Load Tap-Changers for Power Transformers")

よって、本発明の課題は、トランスによって予め定められる基本面を拡大せず、および、全体として効率的な、空間節約的な、そしてコスト面でも安価な、ステップスイッチの電圧調整変圧器への組込みを可能とする電圧調整変圧器におけるステップスイッチの配置を企図することである。

この課題は、第一の請求項に記載の特徴を有する配置により解決される。下位の請求項は、本発明の有利な改良形に関する。

本発明は、ステップスイッチを、電圧調整変圧器の鉄ヨークの上方に設け、よって全体として電圧調整変圧器において、または電圧調整変圧器内において上方に設けるという思想に基づいている。これは特に、通常、上に向かって十分なスペースを有しているコンパクトステーションにおいて有利である。特に、そのようなコンパクトステーションにおいては、設置の為に必要な場所の獲得を、可能な限り小さく保つために、可能な限り小さい設置スペースが望まれている。相応する面に組み込まれるコンパクトステーションの高さは、これとは反対に、これらコストに影響を及ぼさない。

本発明の第一の実施形に従い、ステップスイッチの機械的接点部は、トランスカバーの下に存在し、よってトランスの内部に存在し、本来の負荷時タップ切替器は、これと反対にトランスカバーの上に存在し、よってトランスの外部に存在する。

本発明の他の実施形に従い、完全なステップスイッチが、つまり機械的接点部も、負荷時タップ切替器も、トランスカバーの下に存在し、よってトランスの内部に存在する。機械的接点部と、負荷時タップ切替器が、隔離貫通プレートによって互いに分離されていると、特に有利である。本発明の枠内で、負荷時タップ切替器を、サイリスタまたはIGBTのような電気的切替手段を有する、パワーエレクトロニクス的な負荷時タップ切替器として設けることは、さらに有利である。そのようなパワーエレクトロニクス的な負荷時タップ切替器と、上述した隔離貫通プレートによる機械的接点部からの分離部とを有する一つの実施形においては、よって、電機的構造部材は空気中にて運転され、反対に、機械的接点部は、その好ましい周囲媒体であるオイル中で運転される。特に有利な方法では、独立式のカバーが設けられているので、パワーエレクトロニクス的な負荷時タップ切替器は、更に独立して、上からアクセス可能である。

本発明を実施例に基づき以下に詳細に説明する。

発明に従う配置の第一の実施形 発明に従う配置の第二の実施形

図１には、電圧調整変圧器のタンク１が、簡略図として示されている。この内部に、コイル２および少なくとも一つの鉄ヨーク３が存在している。タンク１は、上側をトランスカバー４により閉じられている。通常、タンク１全体がオイルで満たされている。トランスカバー４の上には、更に、MS貫通部５とNS貫通部６が示唆されている。トランス内部のコイル２のプライマリ側またはセカンダリ側への接続、および、調整コイルからステップスイッチへの電気的接続は、示されていない。鉄ヨーク３の上には、ステップスイッチが配置されている。このステップスイッチは、電機的負荷時タップ切替器７と、その下の機械的接点部８、つまり選択器を備えている。負荷時タップ切替器７および接点部８は、水平方向の貫通プレート９によって完全に封鎖されて、互いに分離されている。貫通プレート９を通してのステップスイッチの両部材の電気的接続は、ここでもまた表されていない。ステップスイッチのハウジングは、上側に、独立式の開かれるカバー１０を有している。この実施形において、電機的な負荷時タップ切替器７は、トランスカバー４の上に存在し、一方、機械的接点部８は、トランス内に存在する、つまりトランスカバー４の下に存在するという点が見て取れる。

図２は、本発明の第二の実施形を示す。この実施形においては、これまでに記載した解決策と異なり、電機的な負荷時タップ切替器７も機械的接点部８もトランスカバー４の下に配置され、よってタンク１の内部に配置される。

両実施形において、ステップスイッチが鉄ヨーク３の上に配置されていることによって、配置の為に必要なベース面が、もっぱらコイル２の形状決定と、これによって生ずるタンク１の大きさによってのみ決定されるということが保障される。それとは逆にステップスイッチは、発明に従い、追加的な設置面を必要としない。

すでに記載したように、最少化された設置面の利点は、特に、相応するコンパクトステーションにおける分配トランスに対して意味がある。本発明は、パワーエレクトロニクス的な切替手段を有する電機的な負荷時タップ切替器によって、有利な方法で動作する。

１ タンク
２ コイル
３ 鉄ヨーク
４ トランスカバー
５ MS-貫通部
６ NS-貫通部
７ 負荷時タップ切替器
８ 接点部
９ 貫通プレート
１０ カバー

Claims (6)

1. 電圧調整変圧器におけるステップスイッチの配置であって、その際、ステップスイッチが、電圧調整変圧器の調整コイルのタッピングの選択の為の機械的接点部と、本来の負荷時タップ切替の為の負荷時タップ切替器とを有し、その際、電圧調整変圧器が、オイル充填されたタンクを有し、このタンクの中に、少なくとも一つの鉄ヨークと複数のコイルが存在し、およびその際、タンクが、上方を、トランスカバーによって密閉されている、ステップスイッチの配置において、
   ステップスイッチの機械的接点部（８）が、タンク（１）内において、トランスカバー（４）の下かつ鉄ヨーク（３）の上に配置されていることを特徴とするステップスイッチの配置。
2. ステップスイッチの負荷時タップ切替器（７）もまた、タンク（１）内において、トランスカバー（４）の下かつ鉄ヨーク（３）の上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の配置。
3. ステップスイッチの機械的な接点部（８）と、負荷時タップ切替器（７）が、水平な貫通プレート（９）によって互いに分離されていることを特徴とする請求項１または２に記載の配置。
4. ステップスイッチのハウジングが、上に、独立式に開くカバー（１０）を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の配置。
5. ステップスイッチの負荷時タップ切替器（７）が、パワーエレクトロニクス的な切替手段、特にサイリスタまたはIGBTを、中断無く負荷時タップ切替を行うために有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の配置。
6. 電圧調整変圧器が、地域供給網用トランスであるか、または、消費者近くの分配トランスであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の配置。
   

Images