JP2013535849A - タップ切換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、タップ変圧器の巻線タップ間で連続的に切換るためのタップ切換器であって、タップ変圧器が油を充填された変圧器タンクを備えたタップ切換器に関しており、タップ切換器は、固有のあるいはタップ切換器を完全に取囲むケーシング（５）を備えておらず、かつタップ変圧器の油充填部と接続した状態で、変圧器タンクの外側あるいは変圧器タンクの内部に配置されている。

Description

本発明は、タップ変圧器の巻線タップ間で連続的に切換るためのタップ切換器
に関する。

このようなタップ切換器は、原理的に内蔵型切換器あるいは付設型切換器として公知である。

典型的な内蔵型切換器は、本来連続的に負荷時に切換えるために油容器内に負荷時タップ切換器と、その下方に配置された状態で、後続して切換えられるべき、ステップ変換器の巻線タップを事前セレクトするためのセレクタとを備えているのが一般的である。このような内蔵型切換器は、上方から油が充填された変圧器タンク内に完全に導入され、かつ組立てられる。その際に、負荷時タップ切換器の独立した油容器により、油容器の油室は、変圧器タンク内の取囲む絶縁油と混合しないことが保証されている。この場合、一般的には、電気的導体をいわゆるリードフレームとして変圧器内部の個別の巻線タップから、変圧器タンクを通じてタップ切換器に向けて案内することが必要である。

例えばラインハウゼン・マニュファクチュリング・インコーポレーテッド（Ｒｅｉｎｈａｕｓｅｎ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｃ．）の“変圧器を調整するための負荷時タップ切換器ＶＡＣＵＴＡＰ^{（登録商標）}ＲＭＶ−Ａ”の会社出版物から知られている典型的な付設型切換器は、一般的に金属板製の独立した取囲むケーシングを備えており、かつ変圧器の外壁部の側方に配置される。このような付設型切換器のケーシングは、絶縁油で充填されている。この場合にも、電気的導体を変圧器内部の個別の巻線タップから変圧器タンク全体を通じて、さらに付加的に封隙する、バリアボードとも呼ばれるいわゆる変圧器ボードを通って側方に取付けられたタップ切換器まで外側に向かって案内することが必要である。特許文献１には、この文献では”ターミナルボード”と呼ばれるこのような変圧器ボードが記載されている。取付けられたタップ切換器は独立した油が充填されたケーシング内に収容されているので、前方で同様にして油が充填された変圧器タンクが、独立した油密の分離壁により分離されていることが必要であり、その際に”ターミナルボード”には、変圧器タップをタップ切換器と接続するための複数の接続部が設けられている。

必要なリードフレームも変圧器ボードも煩雑であり、かつ費用がかかる。

さらに、従来技術の場合には、タップ切換器のための独立した油回路を設けることが必要であり、この油回路は一般的に、独立した保護継電器も、固有の導管ライン、ならびに独立した膨張部および独立した空気除湿機も含んでいる。

独国特許第２９２３１７０号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０２７２７４号明細書

本発明の課題は、これらの公知の解決手段を回避し、かつ容易に組立てられ、かつ廉価なタップ切換器を提示することである。

この課題は、請求項１の特徴を備えたタップ切換器により解決される。従属請求項は本発明の有利な他の形態に関する。

本発明によれば、タップ切換器は、固有の、タップ切換器を完全に取囲むケーシングをもはや備えていない。このことは、すなわち、その絶縁油により付設あるいは内蔵されたタップ切換器、あるいはその構成部材が取囲まれている変圧器の唯一の油容器が配置されていることを意味する。

それにより、タップ切換器は、例えば変圧器ポケットあるいは収容ポケットに、すなわち凹部あるいは変圧器の製造者により変圧器タンクを考案する際に設けられる領域に取付けることができると特に有利である。タップ切換器が独立した、タップ切換器を完全に取囲みかつ封隙するケーシングをもはや備えておらず、それにより独立した油室をもはや備えていないことにより、変圧器ボードも特殊なシールももはや必要ない。

さらに本発明によれば、タップ切換器は独立した油容器を備えておらず、タップ切換器は変圧器にもしくは変圧器内、すなわち変圧器の油室内に直接配置することができると特に有利である。タップ切換器が独立した、タップ切換器を完全に取囲みかつ封隙するケーシングをもはや備えておらず、それにより独立した油室をもはや備えていないことにより、記載された付加的手段は不要である。

さらに、この本発明による解決手段は、気密装置の解決手段にも適している。変圧器タンクも体積は、従来技術によるタップ切換器の従来の独立した油室に比べて何倍も大きい
ので、場合によっては生じる、取るに足らぬ混合物はタップ切換器により引き受けられる。タップ切換器が、アーク放電を発生させる気形式の接点の代わりに真空切換セルを備えていることは特に有利である。

特許文献２からは、長年の従来技術に反して、タップ切換器の変圧器による油室の完全な混合が可能になることが確かにすでに知られているが、このことは特許文献２では変圧器の上側の提案された共通の油の膨張容器に関係しているにすぎない。本発明はそれに反して、独立した油室とタップ切換器の固有のケーシングを首尾一貫して自ら放棄している。

本発明の第一の実施形態によれば、タップ切換器は変圧器の付設型切換器として設けられている。共通の油容積が配置されているので、従来技術によりこれまで必要な、先に討議したバリアボードはなくすことができる。

本発明の第二の実施形態によれば、タップ切換器は変圧器巻線の分岐部（Ｚｗｉｃｋｅｌ）の領域内の変圧器の内部に配置されている。このことは、各タップ切換器に向かう巻線タップの導体をより短くする特別な長所を有する。さらに、タップ切換器は変圧器の主たる油流内に直接配置されているので理想的な冷却のための最上の前提条件が存在する。

本発明の好ましい他の形態によれば、タップ切換器は、完全に取囲むケーシングを備えた独立した完全な機器として解決されている。その代わりに、独立した分離した構成部材、すなわち一方では負荷時タップ切換器が、ならびに他方では一つあるいは複数のセレクタが設けられている。構造キットとして構成されていると有利である、唯一のケーシングの無いこれらの構成部材は、変圧器におけるあるいは変圧器内の様々な場所に配置することができる。これにより従来技術の複雑なりーづフレームは無くなる。

さらに、本発明の範囲内において、特定の実施形態に場合、各駆動モータをタップ切換器に直接設けること、すなわち油の下方に配置することが有利である。それにより、駆動リンク装置はもはや必要ではなく、従来の接続部は無くなる。

本発明を以下に図に基づいて詳細に説明する。

外付型切換器としての本発明によるタップ切換器の第一の実施形態を示す図である。 内蔵型切換器としての第二の実施形態を示す図である。 内蔵型切換器としての第三の実施形態を示す図である。 変圧器タンク内に配置されたタップ切換器の別の実施形態を示す図である。 分離したセレクタならびに共通の負荷時タップ切換器を備えた別の実施形態を示す図である。 三つのモジュラー化された単相のタップ切換器構成部材の別の実施形態を示す図である。 三つのモジュラー化された分離された各々単相のセレクタ構成部材ならびに負荷時タップ切換器の構成部材を備えた別の実施形態を示す図である。 三つの単相のタップ切換器を備えた別の実施形態を示す図である。 その一部を取囲むケーシングを備えた負荷時タップ切換器を有する別の実施形態を示図である。

図１には可変変圧器１が示してあり、この可変変圧器は、変圧器を十分取囲む、絶縁油で充填された変圧器タンク２を備えている。変圧器タンク２内には、全部で三相のための調整巻線３が配置されている。可変変圧器１１には側方に、可変変圧器の一部だけを取囲むケーシング５を有するタップ切換器４が配置されている。開口部６のケーシングの開口した側でもって変圧器タンク２に所属している。タップ切換器４は油体積部と変圧器タンク２の内部で接続している。確かにここでも外側へ、変圧器タンク２の接続フランジ８とタップ切換器４のケーシング５の接続フランジ９の接続部を封止する封止部材７が設けられているが、共通の油体積部は分離されていないので、従来技術とは逆に、変圧器ボードは必要ない。記載された封止部材７は、ここではむしろ唯一の共通の油体積部を外部へ封止するために使用される。尚、一目瞭然である理由から符号を全て備えていない複数の電気接続線１０は、タップ切換器４に向けて示してある。

図２は、組込みスイッチとしての、本発明によるタップ切換器の実施形態を示す。ここでは同様に変圧器タンク２を備えた可変変圧器１示してあり、この変圧器タンクは可変変圧器を完全に取囲み、かつ油充填部を収容している。同様にまた、各相のための調整巻線３．１，３．２，３．３が示してあり、これらの調整巻線は他方では各タップ切換器と電気的に接続している巻線導体を有する。この目的で本発明によれば、いずれのこれらの調整巻線３．１，３．２，３．３の領域において直接、タップ切換器が配置されており、このタップ切換器は、各々セレクタ１１．１…１１．３ならびに負荷時タップ切換器１２．１…１２．３を備えている。本発明の範囲内では、各々セレクタ１１．１…１１．３及び負荷時タップ切換器１２．１…１２．３をセレクタスイッチの原理に従った組合わされたタップ切換器に統合することも可能である。直接、各負荷時タップ切換器１２．１…１２．３の上方に、直接変圧器タンク２内に、独立したモータ駆動装置１３，１４，１５が設けられている。それにより、従来技術により、外側にあるモータ駆動装置を備えるのに必要な、対応するタップ切換器に至る、変圧器タンクの内部への駆動リンク装置は完全にいらない。示したように、ここではさらに、変圧器タンク２の外部に制御ケーシング１６が配置されており、この制御ケーシングは、各モータ駆動装置１３〜１５用の電気的制御手段兼表示手段を収容している。モータ駆動装置１３〜１５に向かう電気的接続線は、一目瞭然である理由からここには図示していない。従って、モータ駆動装置１３〜１５は、絶縁油内に配置されている。すなわち、公知の三相交流の非同期式モータ、ステッピングモータ、トルクモータあるいは他の駆動装置である。

図３には、本発明の別の実施形態が示してある。同じ部材は同じ符号を備えている。図２に示した実施形態とは異なり、ここでは変圧器タンク２の内部に、棒状体１３．１，１３．２，１３．３を介して、さらに調整巻線３．１，３．２，３．３の領域内に配置されたタップ切換器の対応する負荷時タップ切換器１２．１〜１２．３に作用する唯一のモータ駆動装置１３が設けられている。

完全に取囲むそれ自身のケーシングの無いタップ切換器の、図２にも図３にも示した実施形態は、複数のタップ切換器を取囲む変圧器タンクと共通して、唯一の油体積部を有する。それにより、従来技術によるような独立した油回路はもはや必要なく、公知の解決手段において必要である、独立した導管ライン、膨張部、脱湿装置等は要らない。各タップ切換器あるいは単相の各タップ切換器モジュールと、厳密に言えば巻線口出し導体とタップ切換器が電気的に接続している、各巻線の間の空間的な近距離により、従来技術によれば必要な、外側へ向かう変圧器タンク全体を通るリードフレームは無くなる。本発明によるタップ切換器は完全に変圧器タンク２内に配置されている。

図２に示した実施形態は、さらにまた、各タップ切換器における、直接の配設によりモジュラー化されたモータ駆動装置をなくすことができ、それにより同様に油が充填された変圧器タンク内に従来技術によれば必要な駆動リンク装置をなくすことができる。

図４には、上から見た変圧器が概略的に示してある。変圧器は変圧器タンク２を備えており、この変圧器タンクは絶縁油で充填されており、変圧器タンク内には三相すべてのための調整巻線が配置されている。変圧器タンクには、タップ切換器４を収容する収容ポケット１７が一体的に形成されている。タップ切換器４は、一目瞭然である理由からすべてが符号を備えていないケーブル１８を介して調整巻線３の巻線口出し導体と接続している。ここではセレクタ１１ならびに負荷時タップ切換器１２を備えたタップ切換器４は、専用のケーシングを有していないので、変圧器タンク２内の絶縁油により一緒に取囲まれている。収容ポケット１７は本発明の範囲内では任意の幾何学的形状を有していてもよく、収容ポケットは、タップ切換器４または特定の構成部材が変圧器タンク２の内部に直接そこで固定されているように完全になくすこともできる。

図５には別の実施形態が示してあり、タップ切換器は構成部材において空間的に分離した状態で取除かれている。すなわち、単相のセレクタ１１．１，１１．２，１１．３は、各調整巻線３の領域内に配置されているが、負荷時タップ切換器１２、これだけは収容ポケット１７内に配置されている。

図６にはまた別の実施形態が示してあり、三つの単相のタップ切換器モジュール４．１，４．２，４．３は、各々セレクタと負荷時タップ切換器を備えており、収容ポケット１７内に配置されている。

図７には別の実施形態が示してあり、三つのモジュラー化された別々のセレクタ１１．１，１１．２，１１．３が、調整巻線３の領域内に配置されており、同様にモジュラー化された三つの負荷時タップ切換器１２．１，１２．２，１２．３がセレクタから離れた状態で収容ポケット１７内に配置されている。このモジュラー化された構造の長所は、まず型の多様さが減り、それによりコストが下がるモジュラー設計の原理である。さらに変圧器の製造にとって、タップ切換器４あるいはその構成部材４．１，４．２，４．３もしくは１１．１，１１．２，１１．３を変圧器タンク内のあるいは変圧器タンクにおける変圧器にとって所望の位置に配置するという大きな長所が明らかになり、それにより同様にコストと構造体積は減る。本発明の範囲内では、タップ切換器のための一つあるいは複数の駆動装置、あるいはその構成部材を同様に油が充填された変圧器タンク２内に設けることも可能である。

図８には別の実施形態が示してあり、各々が単相のタップ切換器モジュール４．１，４．２，４．３を収容する、三つの別々の収容ポケット１７．１，１７．２，１７．３が設けられている。

この実施形態における、関連する油室を提供する本発明の一般的長所はすでに先に指摘した。すなわち変圧器ボードも特殊な封隙部ももはや必要ない。

最後に図９には別の実施形態が示してあり、タップ切換器４は専用の、タップ切換器であるが一部だけを、すなわち完全にかつ油密ではないが取囲んでいるケーシング５を備えている。このタップ切換器４は，変圧器タンク２の相応する開口部６に接続している。しかもこの実施形態の場合、外側に向かって、変圧器タンク２の接続フランジ８とタップ切換器４のケーシング５の接続フランジ９の間の接続場所を封隙しているシール７がどうしても必要であるが、この場合には共通の油室も生じるので、変圧器ボードは必要ない。記載されたシール７は、ここではむしろ唯一の全油室の外側への封隙のために使用される。

Claims (10)

1. タップ変圧器の巻線タップ間で連続的に切換るためのタップ切換器であって、タップ変圧器が油を充填された変圧器タンクを備えたタップ切換器において、
   タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）が、固有のあるいはタップ切換器を完全に取囲むケーシング（５）を備えていないこと、および
   タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）が、タップ変圧器（１）の油充填部と接続した状態で配置されていることを特徴とするタップ切換器。
2. タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）が、変圧器タンク（２）の内部に、あるいは変圧器タンク（２）の直接外側に、および各々その油充填部と接続した状態で配置されていることを特徴とする請求項１記載のタップ切換器。
3. タップ切換器が変圧器タンク（２）の開口部（６）の外側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタップ切換器。
4. タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）を収容するために、少なくとも一つの収容ポケット（１７）が、変圧器タンク（２）におよび油充填部に関して変圧器タンクと接続していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のタップ切換器。
5. タップ切換器が変圧器タンク（２）の内部でタップ変圧器（１）の巻線（３；３．１，３．２，３．３）の空間的に近くに配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のタップ切換器。
6. タップ切換器が複数の単相のモジュール（４；４．１，４．２，４．３）を備えていること、および
   各モジュールが巻線（３；３．１，３．２，３．３）の一つに対して空間的近くに配置されていることを特徴とする請求項５に記載のタップ切換器。
7. タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）が、少なくとも一つのセレクタ（１１；１１．１，１１．２，１１．３）および少なくとも一つの負荷時タップ切換器（１２；１２．１，１２．２，１２．３）にモジュラー化されて分解されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のタップ切換器。
8. 少なくとも一つのセレクタ（１１；１１．１，１１．２，１１．３）が各々、一つのタップ巻線あるいは複数のタップ巻線（３；３．１，３．２，３．３）の領域内に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のタップ切換器。
9. 各モータ駆動装置（１３，１４，１５）が各タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）と直接に機械式に接続しているように、各モータ駆動装置（１３，１４，１５）が、各タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）に直接配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のタップ切換器。
10. タップ切換器（４；４．１，４．２，４．３）あるいはその構成部材（１１．１，１１．２，１１．３；１２．１，１２．２，１２．３）のための少なくとも一つのモータ駆動装置（１３，１４，１５）が、同様に変圧器タンク（２）内に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のタップ切換器。

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