JP2022554289A - 負荷時タップ切換器 - Google Patents

Abstract

停電なしに負荷切換を実行する負荷時タップ切換器１であって、第一のモジュールシャフト２２を備えた第一のモジュール２０と、第二のモジュールシャフト４２を備えた第二のモジュール４０とを有し、この第一のモジュールシャフト２２が第一のモジュール２０を操作し、この第二のモジュールシャフト４２が第二のモジュール４０を操作し、この第一のモジュールシャフト２２が第二のモジュールシャフト４２を駆動して、この第二のモジュール４０が第一のモジュール２０に対して時間的にずれた形で操作されるように、これらの第一と第二のモジュールシャフト２２，４２が互いに機械的に連結されている。

Description

本発明は、タップ付変圧器の異なる巻線タップの間の停電なしに負荷切換を実行する負荷時タップ切換器に関する。

負荷時タップ切換器は、従来技術で周知であり、大抵は負荷切換器と選択器から構成される。真空開閉管と境界抵抗を備えた負荷切換器が一つの容器内に配置されている。選択器は、系統内に配置された多数の棒から構成される。それらの棒には、制御巻線の個々のタップ用の端子としての役割を果たす接点が異なる平面内に配置されている。選択器内には、二つの選択器アームが開閉支柱に固定されている。それらは、棒、負荷切換器及び選択器の接点と接触し、伝動装置を介して、互いに接続されている。

負荷時タップ切換器の操作は駆動部を用いて行われ、その駆動部は、一方において、負荷切換器を操作するために、バネ式エネルギー蓄積器を付勢し、他方において、接続すべき接点を事前選択するために、選択器アームを動かす。その場合、負荷切換器でも、選択器でも、常に三つの全ての相の接点と切換手段が同時に操作される。それは、同じ時間に各相の同じ接点を操作しなければならないので、必然的に回転モーメントの飛躍的な上昇を引き起こす。駆動部、バネ式蓄積器及び伝動装置は、それらが回転モーメントの飛躍的な上昇に耐えることができるように設計しなければならない。

本発明の課題は、操作中に回転モーメントの明らかにより小さな飛躍的な上昇を発生させ、簡単かつコンパクトに構成され、その際、より安全な機能を保証する負荷時タップ切換器を実現することである。

この課題は、請求項１に基づく負荷時タップ切換器により解決される。この場合、従属請求項の特徴は、本発明の有利な改善構成を形成する。

第一の観点において、本発明は、タップ付変圧器の異なる巻線タップの間の停電なしに負荷切換を実行する負荷時タップ切換器であって、
第一のモジュールシャフトを備えた第一のモジュールと、
第二のモジュールシャフトを備えた第二のモジュールと、
を有し、
この第一のモジュールシャフトが第一のモジュールを操作し、
この第二のモジュールシャフトが第二のモジュールを操作し、
この第一のモジュールシャフトが第二のモジュールシャフトを駆動して、この第二のモジュールが第一のモジュールに対して時間的にずれた形で操作されるように、これらの第一と第二のモジュールシャフトが互いに機械的に連結されている、
負荷時タップ切換器を提案する。

この個々のモジュールへの負荷時タップ切換器の分割とそれらのずれた形の機械的な連結によって、回転モーメントの飛躍的な上昇が明らかに低減される。それは、負荷時タップ切換器のモジュールの操作すべき構成素子が確かに同時に駆動されるが、僅かにずれた形で順番に操作されることによって達成される。この場合、ずれは、ちょうどタップ付変圧器の個々の相の間の不利な電気的な相互作用を発生させないが、発生する回転モーメントの上昇が僅かに互いにずれた形で生じるような大きさである。これは、明らかにより簡単な、そのため、より安価なモーターを使用することを可能にする。更に、駆動シャフトの個々の部分は、回転モーメントのより小さな荷重に耐えなければならないので、それらの部分をより小さい寸法にすることができる。このことも、切換器全体の価格に対して肯定的に作用する。ずれた形の機械的な連結が無いと、各モジュールにおいて、同じ構成素子が同時に動かされるか、或いは操作されてしまう。必要な力が合算されてしまい、そのことが、それに対応する性能を備えた駆動部を必要とする。

各モジュールは、必要に応じて任意の形式に構成することができ、例えば、一つのモジュールシャフトを備えることができる。第一のモジュールの第一のモジュールシャフトは、第二のモジュールの第二のモジュールシャフトと機械的に連結されている。この場合、これらのモジュールシャフトは、個々のモジュールの操作が互いにずれた形で行われるように、互いにずれた形で互いに機械的に接続されている。言い換えると、二つのモジュールシャフトは、確かに同時に回転し始めるが、それらのモジュールにおける構成素子への作用（真空開閉管の開閉）は時間的にずれた形で行われる。

これらのモジュールシャフトは、必要に応じて任意の形式に、例えば、絶縁棒、絶縁シャフト又はチェーンを介して、互いに接続することができる。

これらのモジュール、特に、モジュールシャフトの間のずれた構成は、必要に応じて任意の形式に、例えば、モジュールシャフトにおけるずれた形の接続ピンと同形に構成された絶縁シャフト又はずれた形の収容部を備えた絶縁シャフトと同形のモジュールシャフトとして構成することができる。この場合、モジュールシャフトの間のずれが最終的に如何に実現されるのかは重要でない。

この負荷切換器は、必要に応じて任意の形式に構成することができ、例えば、少なくとも二つ又はそれを上回る数のモジュールを有することができる。これらのモジュールは、それぞれタップ付変圧器の一つの相に割り当てられる。

各モジュールは、必要に応じて任意の形式に構成することができ、例えば、少なくとも一つの負荷切換器と一つの選択器を有することができる。この場合、負荷切換器は、少なくとも一つの開閉素子と一つの電流制限素子を有することができる。この少なくとも一つの開閉素子は、真空開閉管又は簡単な機械的な開閉器として構成することができる。この電流制限素子は、有利には、抵抗、チョークコイル又は電流に依存する抵抗である。この選択器は、少なくとも一つの選択器アームを、有利には、微調整選択器としての二つの選択器アーム及び／又は事前選択器としての一つの事前選択器アームを備える。

各モジュールシャフトは、必要に応じて任意の形式に構成することができ、例えば、各端部に接続ピン、ボルト、フェザーキー又はそれ以外の任意の接続部品を備えることができる。この場合、接続ピンは、軸平行ではなく、有利には、最大１５°互いにずれた形で配置される。これらの接続ピン、ボルト又はフェザーキーは、片側にだけ設けるか、或いはモジュールシャフト全体を通って延びることができる。

各モジュールシャフトは、必要に応じて任意の形式に構成することができ、例えば、第一の端部に第一の接続ピンを備え、第二の端部に第二の接続ピンを備えることができる。この第一の接続ピンは、第一の軸Ａに沿って延びることができ、この第二の接続ピンは、第二の軸Ｂに沿って延びることができ、これらの軸ＡとＢは、軸平行ではなく、有利には、最大１５°の角度でずれている。

この駆動部は、必要に応じて任意の形式に構成することができ、例えば、少なくとも一つのモーター及び／又は一つの伝動装置を備えることができる。このモーターは、マルチターン絶対値エンコーダを備えた同期モーター又はマイクロスイッチを備えた直流モーターとして構成することができる。

これらのモジュールシャフトと絶縁シャフトが、クラッチ及び／又は複数のクラッチ板を備えたクラッチを介して接続されると規定することができる。

このモーターが駆動シャフトと直に、或いは伝動装置、アングルトランスミッション又はロッドを介して負荷時タップ切換器の絶縁シャフト又は第一のモジュールシャフトと接続されると規定することができる。

以下において、添付図面を参照して、本発明とその利点を詳しく説明する。

負荷時タップ切換器の第一の実施構成の模式図 モジュールシャフトの詳細図 モジュールシャフトの前面図 本発明による負荷時タップ切換器の複数のモジュールシャフトの斜視図 モジュールシャフトの別の詳細図

本発明の同じ又は同じ作用を奏する構成素子に対しては、同じ符号を使用している。更に、見易くするために、個々の図面には、各図面の説明に必要な符号だけを表示している。図示された実施構成は、本発明による負荷時タップ切換器を如何に構成できるのかに関する単なる例であり、そのため、結局は本発明を制限するものではない。

図１は、本発明による負荷時タップ切換器１の模式的な構造を図示している。これは、第一のモジュール２０、第二のモジュール４０及び第三のモジュール６０を有する。これらのモジュール２０，４０，６０の各々は、タップ付変圧器の一つの相に割り当てられている。この第一のモジュール２０は第一のモジュールシャフト２２を備えている。この第一のモジュールシャフト２２は、その第一の端部２３を駆動部２と接続又は連結されている。この駆動部２は、伝動装置を備えた、或いは伝動装置を備えていないモーター駆動部として構成されて、有利には、第一の絶縁シャフト２１を介して第一のモジュールシャフト２２の第一の端部２３と機械的に接続されている。この第一のモジュール２０は、負荷切換器３０と選択器３５を有する。この負荷切換器３０、特に、その真空開閉管は、第一のモジュールシャフト２２により直に操作される。ここでは、二つのカム円板３２が第一のモジュールシャフト２２に据え付けられており、その回転時に真空開閉管を開閉する。更に、第一のモジュールシャフト２２には、第二の傘歯車３７を駆動する第一の傘歯車３６が配置されており、この第二の傘歯車は、更に、選択器３５の個々の選択器アームを操作する。そのため、第一のモジュールシャフト２２の駆動時に、負荷切換器３０と選択器３５が所定の順番で操作され、負荷時タップ切換器１の第一のモジュール２０が操作される。

更に、この負荷時タップ切換器１は、第二のモジュール４０と第三のモジュール６０を有する。これら三つのモジュール２０，４０，６０は、互いに同形に構成されている。これら三つのモジュールは、更に、第二と第三の絶縁シャフト４１，６１を介して互いに機械的に連結されている。この駆動部２は、第一の絶縁シャフト２１を介して第一のモジュール２０を駆動し、第一のモジュール２０は、第二の絶縁モジュール４１を介して第二のモジュール４０を駆動し、第二のモジュール４０は、第三の絶縁モジュール６１を介して第三のモジュール６０を駆動する。これらの第二と第三のモジュール４０，６０は、それぞれ負荷切換器５０，７０、選択器５５，７５及びモジュールシャフト４２，６２を備えている。各選択器５５，７５は、各傘歯車５６，５７，７６，７７によって駆動される。

図２ａは、第一のモジュールシャフト２２の詳細図を図示しており、そのシャフトは、第一の端部２３に第一の接続ピン２４を備えている。この第一の接続ピン２４により、第一のモジュールシャフト２２は、例えば、第一の絶縁シャフト２１を介して、駆動部２と接続されている。更に、第一のモジュールシャフト２２は、その第二の端部２５に第二の接続ピン２６を備えている。この第二の接続ピン２６は、モジュールシャフト２２において第一の接続ピン２４に対して軸平行に配置されていない。言い換えると、この第二の接続ピン２６は、第一の接続ピン２４に対して僅か数度ずれた形で配置されている。これらの接続ピンの代替構成として、ボルト、フェザーキー又はそれ以外の任意の接続部品を使用することができる。この接続ピンは、片側にだけ突き出るか、或いは一方の側からそれと逆の第二の側にまで延びることができる。

図２ｂは、モジュールシャフト２２の正面図を図示している。軸Ａは、第一の接続ピン２４の向きを表す。軸Ｂは、第二の接続ピン２６の向きを表す。これらの軸ＡとＢは、有利には、最大１５°の角度Ｗ１で互いにずれた形で配置されている。ここで、第二のモジュールシャフト４２を第一のモジュールシャフト２２の後方に設置して、それと接続すると、第二のモジュールシャフト４２の第一の接続ピン４４は、第一のモジュールシャフト２２の第二の接続ピン２６の軸Ｂに対して軸平行に延びる。各モジュールシャフト２２，４２，６２は、同様に構成されている、即ち、第二の接続ピン２６，４６，６６は、それぞれ第一の接続ピン２４，４４，６４に対してずれた形で配置されている。軸Ｃは、第二のモジュールシャフト４２のここでは図示されていない第二の接続ピン４６の向きを表す。軸ＢとＣの間の角度Ｗ２は、軸ＡとＢの間の角度Ｗ１と同じである。

図３は、互いに接続された二つのモジュールシャフト、特に、第一のモジュールシャフト２２と第二のモジュールシャフト４２の詳細図を図示している。第一のモジュールシャフト２２の第一の端部２３における第一の接続ピン２４は、第二の端部２５における第二の接続ピン２６に対してずれた形で配置されている。第一のモジュールシャフト２２の第一の端部２３は、第一の絶縁シャフト２１を介して駆動部２と接続されている。第一の絶縁シャフト２１と第一のモジュールシャフト２２の間の接続は、有利には、二つのクラッチ板を備えたクラッチ１９を用いて実現されている。しかし、如何なる形式のクラッチも使用できる。第一のモジュールシャフト２２の第二の端部２５は、第二の絶縁シャフト４１を介して第二のモジュールシャフト４２の第一の端部４３と接続されている。ここで、明らかな通り、各モジュールシャフト２２，４２の第一の接続ピン２４，４４は、互いにずれた形で互いに接続されている。駆動部２が第一の絶縁シャフト２１の回転又は駆動を開始すると、それ以外のシャフトも一緒に回転する。しかし、第二のモジュール４０又は第三のモジュール６０のカム円板が、並びに第一の傘歯車も、第一のモジュール２０のカム円板及び第一の傘歯車に対してずれた形で配置されているので、モジュール２０，４０，６０の操作は、ずれた形で行われる。

ここで、絶縁シャフト４１，６１が同形に構成されており、謂わば、各端部におけるクラッチ１９が同形である。ずれた接続ピンを備えたモジュールシャフトの代替構成として、絶縁シャフトも、ずれたクラッチを各端部に備えることができる。そのように、モジュールのずれた機械的な連結部が同様に実現される。これらのモジュールは、同時かつ共通に駆動されるが、時間的に遅れた形で操作される。

図４は、モジュールシャフト２０，４０，６０の中の一つ、特に、第一のモジュールシャフト２０の詳細図を図示しており、第二と第三のモジュールシャフト４０，６０は同形に構成されている。このモジュールシャフト２０には、真空開閉管を操作するための二つのカム円板３２と、選択器３５を操作するための第一の傘歯車３６が配置されている。モジュールシャフト２０の３６０°以内の回転により、負荷切換器３０と選択器３５の操作が実行される。モジュールシャフト２０が何処に在るのかに応じて、例えば、切換プロセスにおける真空開閉管の開閉などの負荷時タップ切換器の個々の動作が、所定の時点で実行される。少なくとも二つのモジュールシャフト４０，６０が互いにずれた形で連結されていると、第二のモジュール４０での動作が、それに対応して第一のモジュール２０に対して僅かにずれた形で行われる、要するに、モジュール２０，４０，６０は、同形に構成されている。この場合、第二のモジュール４０は、確かに第一のモジュール２０と同時に駆動されるが、第二のモジュール４０の本来の操作（真空開閉管の開閉）は時間的にずれた形で行われる。

ずれた接続ピンを備えたモジュールシャフト２０，４０，６０の代替構成として、絶縁シャフトが、ずれた収容部を両方の端部に備えることもできる。それにより、モジュールシャフトも互いにずれた形で機械的に接続される。

１ 負荷時タップ切換器
２ 駆動部
１９ クラッチ
２０ 第一のモジュール
２１ 第一の絶縁シャフト
２２ 第一のモジュールシャフト
２３ 第一のモジュールシャフト２２の第一の端部
２４ 第一のモジュールシャフト２２の第一の接続ピン
２５ 第一のモジュールシャフト２２の第二の端部
２６ 第一のモジュールシャフト２２の第二の接続ピン
３０ 負荷切換器
３２ カム円板
３５ 選択器
３６ 第一の傘歯車
３７ 第二の傘歯車
４０ 第二のモジュール
４１ 第二の絶縁シャフト
４２ 第二のモジュールシャフト
４３ 第二のモジュールシャフト４２の第一の端部
４４ 第二のモジュールシャフト４２の第一の接続ピン
４５ 第二のモジュールシャフト４２の第二の端部
４６ 第二のモジュールシャフト４２の第二の接続ピン
５０ 負荷切換器
５５ 選択器
６０ 第三のモジュール
６１ 第三の絶縁シャフト
６２ 第三のモジュールシャフト
６３ 第三のモジュールシャフト６２の第一の端部
６４ 第三のモジュールシャフト６２の第一の接続ピン
６５ 第三のモジュールシャフト６２の第二の端部
６６ 第三のモジュールシャフト６２の第二の接続ピン
７０ 負荷切換器
７５ 選択器

Claims (8)

1. 停電なしに負荷切換を実行する負荷時タップ切換器（１）であって、
   第一のモジュールシャフト（２２）を備えた第一のモジュール（２０）と、
   第二のモジュールシャフト（４２）を備えた第二のモジュール（４０）と、
   を有し、
   この第一のモジュールシャフト（２２）が第一のモジュール（２０）を操作し、
   この第二のモジュールシャフト（４２）が第二のモジュール（４０）を操作し、
   この第一のモジュールシャフト（２２）が第二のモジュールシャフト（４２）を駆動して、この第二のモジュール（４０）が第一のモジュール（２０）に対して時間的にずれた形で操作されるように、これらの第一と第二のモジュールシャフト（２２，４２）が互いに機械的に連結されている当該負荷時タップ切換器。
2. 請求項１に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   駆動部（２）が第一のモジュールシャフト（２２）を駆動する負荷時タップ切換器。
3. 請求項１又は２に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   第三のモジュールシャフト（６２）を備えた第三のモジュール（６０）が設けられていて、
   この第三のモジュールシャフト（６２）が第三のモジュール（６０）を操作し、第二のモジュールシャフト（４２）が第三のモジュールシャフト（６２）を駆動して、第三のモジュール（６０）が第二のモジュール（４０）に対して時間的にずれた形で操作されるように、これらの第二と第三のモジュールシャフト（４２，６２）が互いに機械的に連結されている負荷時タップ切換器。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   前記のモジュール（２０，４０，６０）が絶縁シャフト（２１，４１，６１）を介して互いに接続されている負荷時タップ切換器。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   各モジュールシャフト（２２，４２，６２）が、第一の接続ピン（２４，４４，６４）と第二の接続ピン（２６，４６，６６）を備え、
   この第一の接続ピン（２４，４４，６４）が第二の接続ピン（２６，４６，６６）に対してずれた形で配置されている負荷時タップ切換器。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   前記の第一のモジュールシャフト（２２）が第二の絶縁シャフト（４１）を介して第二のモジュールシャフト（４２）と接続され、前記の第二のモジュールシャフト（４２）が第三の絶縁シャフト（６１）を介して第三のモジュールシャフト（６２）と接続されている負荷時タップ切換器。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   各モジュール（２０，４０，６０）がタップ付変圧器の一つの相に割り当てられている負荷時タップ切換器。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の負荷時タップ切換器（１）において、
   各モジュール（２０，４０，６０）が負荷切換器（３０，５０，７０）と選択器（３５，５５，７５）を有する負荷時タップ切換器。

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