JP5710587B2 - 半導体スイッチング素子を有する負荷時タップ切換器 - Google Patents
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Description
タップ付変圧器の巻線タップに電気接続されている負荷時タップ切換器の固定接触子(15)間を停電させずに切り換えるための半導体スイッチング素子を有する当該負荷時タップ切換器において、
前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)は、軌道に沿って配置されていて、
接触摺動部(9,29)が、前記軌道に沿って移動可能であり、
互いに絶縁された電気伝導性の第1接触ブリッジ、第2接触ブリッジ及び第4接触ブリッジ(10,11,13;30,32,36)が、前記接触摺動部(9,29)上に配置されていて、これらの第1接触ブリッジ、第2接触ブリッジ及び第4接触ブリッジ(10,11,13;30,32,36)に対して同様に電気絶縁されたものの、互いに電気接続されている2つの別の第3接触ブリッジ及び第5接触ブリッジ(12,14;33,35)が配置されていて、静的運転中には、前記負荷時タップ切換器の複数の固定接触子(15)のうちの1つの固定接触子が、第4接触ブリッジ(13;36)を介して転位タップ(20)の複数の転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子に選択式に電気接続可能であり、第1接触ブリッジ(10;30)と第2接触ブリッジ(11;32)と第3接触ブリッジ(12;33)と第5接触ブリッジ(14;35)とを介して前記転位タップ(20)の前記複数の転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子に電気接続不可能であり、切り換え開閉中には、前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)のうちのその都度の1つの固定接触子が、前記半導体スイッチング素子(2,3)のうちの1つの半導体スイッチの入力部(4,5)に短期間電気接続可能であり、さらにそれぞれの前記半導体スイッチ(2,3)の出力部(6)が、前記転位タップ(20)に電気接続可能であり、
前記半導体スイッチング素子(2,3)が、前記静的運転中に前記転位タップ(20)及び同時に前記変圧器の巻線から電気的に分離されているように、前記転位タップ(20)が、分割されて固定された複数の前記転位接触子(19.1,...,19.5)を有し、当該個々の転位接触子(19.1,...,19.5)は、前記転位タップ(20)を通じて互いに電気接続されている当該負荷時タップ切換器によって解決される。従属請求項は、本発明の好適なその他の構成に関する。
図1中には、パワーエレクトロニクスを利用した切換開閉器1を有する負荷時タップ切換器を示す。この場合、2つの半導体スイッチ2及び3が設けられている。これらの半導体スイッチ2及び3はそれぞれ、電気入力部4又は5及び共通の電気出力部6を有する。したがって、切換開閉器1は、2つの経路:断路側用の経路及び継電側用の経路から構成され、当該経路のそれぞれが、半導体スイッチ2又は3によって実現される。電気入力部4,5及び電気出力部6が、導管7によって機械式接触系8内に引き込まれている。この機械式接触系8は、接触摺動部9を有する。この接触摺動部9は、図1中では専ら破線によって示されている。この接触摺動部9は、接触ブリッジ10,11,12,13を有する。これらの接触ブリッジ10,11,12,13は、接触摺動部9に固定して配置されている。これらの接触ブリッジ10,11,12,13は、電気伝導性であるものの、互いに絶縁されている;これらの接触ブリッジ10,11,12,13は、当該端部に図2中だけに示された公知の接触ローラ、摺動装置又は匹敵する手段を有する。これらの接触ブリッジ10,11,12,13及び枢着連結された追加のもう1つの接触ローラ(第5接触ブリッジ)14に関しては、後でさらに詳しく説明する。図1中に示されたステップ接触子15の各々が、タップ付変圧器の制御巻線の1つの巻線タップn,n+1,...に対応する。
2 第1半導体スイッチ
3 第2半導体スイッチ
4 電気入力部
5 電気入力部
6 電気出力部
7 導管
8 機械式接触系
9 接触摺動部
10 第1接触ブリッジ
11 第2接触ブリッジ
12 第3接触ブリッジ
13 第4接触ブリッジ
14 接触ローラ、ローラ接触子、第5接触ブリッジ
15 ステップ接触子、固定接触子
16 第1接触軌道
17 第2接触軌道
18 第3接触軌道
19.1〜19.5 転位接触子
20 転位タップ
21 主巻線
22 接触ローラ
23 接触ローラ
24 接触ローラ
25 接触リング
26 接触リング
27 接触リング
28 切換軸
29 切換セグメント
30 接触ローラ、第1接触ブリッジ
31 接触ローラ
32 接触ローラ、第2接触ブリッジ
33 接触ローラ、第3接触ブリッジ
34 接触ローラ
35 接触ローラ、第5接触ブリッジ
36 電気伝導接続部、第4接触ブリッジ
37 タップ選択器
38 巻線部
39 巻線部
Claims (9)
- タップ付変圧器の巻線タップに電気接続されている負荷時タップ切換器の固定接触子(15)間を停電させずに切り換えるための半導体スイッチング素子を有する当該負荷時タップ切換器において、
前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)は、軌道に沿って配置されていて、
接触摺動部(9,29)が、前記軌道に沿って移動可能であり、
互いに絶縁された電気伝導性の第1接触ブリッジ、第2接触ブリッジ及び第4接触ブリッジ(10,11,13;30,32,36)が、前記接触摺動部(9,29)上に配置されていて、これらの第1接触ブリッジ、第2接触ブリッジ及び第4接触ブリッジ(10,11,13;30,32,36)に対して同様に電気絶縁されたものの、互いに電気接続されている2つの別の第3接触ブリッジ及び第5接触ブリッジ(12,14;33,35)が配置されていて、静的運転中には、前記負荷時タップ切換器の複数の固定接触子(15)のうちの1つの固定接触子が、第4接触ブリッジ(13;36)を介して転位タップ(20)の複数の転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子に選択式に電気接続可能であり、第1接触ブリッジ(10;30)と第2接触ブリッジ(11;32)と第3接触ブリッジ(12;33)と第5接触ブリッジ(14;35)とを介して前記転位タップ(20)の前記複数の転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子に電気接続不可能であり、切り換え開閉中には、前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)のうちのその都度の1つの固定接触子が、前記半導体スイッチング素子(2,3)のうちの1つの半導体スイッチの入力部(4,5)に短期間電気接続可能であり、さらにそれぞれの前記半導体スイッチ(2,3)の出力部(6)が、前記転位タップ(20)に電気接続可能であり、
前記半導体スイッチング素子(2,3)が、前記静的運転中に前記転位タップ(20)及び同時に前記変圧器の巻線から電気的に分離されているように、前記転位タップ(20)が、分割されて固定された複数の前記転位接触子(19.1,...,19.5)を有し、当該個々の転位接触子(19.1,...,19.5)は、前記転位タップ(20)を通じて互いに電気接続されている当該負荷時タップ切換器。 - 前記分割されて固定された複数の前記転位接触子(19.1,...,19.5)は、別の軌道内で前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)の前記軌道に対して平行に且つ前記複数の転位接触子(19.1,...,19.5)と同じ間隔をあけて且つ前記複数の転位接触子(19.1,...,19.5)と同じ幾何構造で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の負荷時タップ切換器。
- 固定された前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)及び固定された前記転位接触子(19.1,...,19.5)はそれぞれ、1つの平面軌道に沿って配置されていて、前記接触摺動部(9)は直線状に移動可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の負荷時タップ切換器。
- 固定された前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)及び固定された前記転位接触子(19.1,...,19.5)はそれぞれ、回転可能な前記接触摺動部(9)の回転点を同心円に包囲する1つの円形軌道上に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の負荷時タップ切換器。
- 前記半導体スイッチ(2,3)は、IGBTであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の負荷時タップ切換器。
- 両前記半導体スイッチ(2,3)はそれぞれ、独立した1つの電気入力部(4,5)及び共通の1つの電気出力部(6)を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の負荷時タップ切換器。
- 電気伝導性であるものの、互いに絶縁された複数の接触軌道(16,17,18;25,26,27)が、固定された前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)の前記軌道に対して平行に設けられていて、これらの接触軌道(16,17,18;25,26,27)のうちのその都度の1つの接触軌道が、前記電気入力部(4,5)のうちの1つの電気入力部又は前記電気出力部(6)に電気接続していることを特徴とする請求項6に記載の負荷時タップ切換器。
- 前記転位接触子(19.1,...,19.5)の軌道が、前記接触軌道(16,17,18;25,26,27)に対して平行に、これらの接触軌道(16,17,18;25,26,27)に対しても電気的に絶縁されて設けられていて、前記転位接触子(19.1,...,19.5)自体が、前記転位タップ(20)に電気接続されている請求項7に記載の負荷時タップ切換器。
- 前記第1〜5接触ブリッジ(10,11,12,13,14;30,32,33,35,36)が、前記接触軌道(16,17,18;25,26,27)又は前記転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子に対応し、前記第1〜5接触ブリッジ(10,11,12,13,14)を介して、切り換えに応じて、選択的に、前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)のうちの1つの固定接触子と前記転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子とが直接電気接続可能であるか、又は、前記負荷時タップ切換器の固定接触子(15)のうちの1つの固定接触子と前記電気入力部(4,5)のうちの1つの電気入力部とが電気接続可能であり、且つ、前記電気出力部(6)と前記転位接触子(19.1,...,19.5)のうちの1つの転位接触子とがさらに電気接続可能であるように、前記第1〜5接触ブリッジ(10,11,12,13,14;30,32,33,35,36)が、寸法決めされていて、且つ前記接触摺動部(9,29)上に立体的に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の負荷時タップ切換器。
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