KR20130064069A

KR20130064069A - 탭 전환기용 부하 전달 스위치

Info

Publication number: KR20130064069A
Application number: KR1020127030442A
Authority: KR
Inventors: 마틴 자타; 크리스티안 코츠; 엘크 트뤼; 허벌트 츠비르글마에르
Original assignee: 마쉬넨파브릭 레인하우센 게엠베하
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2013-06-17
Also published as: JP2013526771A; DE102010020130A1; CN102884599A; BR112012028425A2; WO2011141075A1; DE202010017501U1; EP2569788A1; US20140190803A1; RU2012153244A; CA2798064A1

Abstract

본 발명은 중단없는 스텝 트랜스포머의 다양한 권선 탭을 전환하기 위한 탭 전환기용의 부하 전환 스위치에 관한 것이다. 전반적인 발명의 사상은 힘 저장부와 부하 전환 스위치를, 지지 판이 아니라 힘 저장부 지지부 상에 추가의 수용부를 제공하는 것에 의해 힘 저장부 지지부 상에 체결하는 것에 있다. 수용부는 오일 탱크, 특히 오일 탱크에 체결된, 힘 저장부가 수평 방향과 수직 방향으로 고정되는 방식으로 부하 전환 스위치의 각각의 위상의 상부 영구 메인 콘택 지지부 상의 넓은 영역 위에서 지지됨으로써, 지지 판에서의 기계적 부담이 경감된다.

Description

탭 전환기용 부하 전달 스위치{LOAD TRANSFER SWITCH FOR A TAP CHANGER}

본 발명은 제1 특허 청구항의 프리엠블에 따른, 탭형 트랜스포머(tapped transformer)의 여러 권선 탭을 중단없이 스위칭(uninterrupted switching)하기 위한 탭 전환기(tap changer)에 사용되는 부하 전환 스위치(load changeover switch)에 관한 것이다.

탭 전환기는, 알려진 바와 같이, 탭형 트랜스포머의 여러 권선 탭을 중단없이 스위칭하여 전압 정류하기 위한 것이다. 탭 전환기는 미리 접속된 권선 탭에서 새롭게 미리 선택된 권선 탭으로 중단없이 스위칭하기 위한 부하 전환 스위치와, 스위칭할 탭형 트랜스포머의 권선 탭을 통전시키지 않고 사전에 선택하기 위한 선택기를 포함하여 이루어지는 것이 일반적이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 부하 전환 스위치는 이러한 중단없는 신속한 전환에 요구되는 구성요소, 특히 힘을 저장하는 힘 저장부, 및 스위치 콘택을 구비하는데, 이러한 스위치 콘택은 기계적 스위치 콘택, 진공 스위칭 셀 또는 사이리스터(thyristor)가 될 수 있으며, 또한 전환 과정에서 미리 정해진 스위칭 순서로 스위칭 콘택을 작동시키는 수단을 구비한다.

주지의 부하 전환 스위치는 별개의 오일 용기를 추가로 구비하는 것이 일반적이다. 오일 용기는 일반적으로 폐쇄된 절연 재료 원통형으로 되어 있으며, 여기서 모든 구성요소가 트랜스포머가 둘러싸는 오일로부터 분리되어 위치된다. 부하 전환 스위치의 아래에는 선택기가 배치된다. 선택기는 트랜스포머 오일 내에 위치한다. 부하 전환 스위치의 모든 구성요소는 별개의 오일 용기 내에 완전한 부하 전환 스위치 인서트(load changeover switch insert)로서 수용되며, 이 부하 전환 스위치 인서트는 검사 또는 유지를 위해 오일 용기로부터 그 전체를 위쪽으로 빼낼 수 있도록 되어 있는데, 인서트가 설치된 트랜스포머 용기로부터 탭 전환기 전체를 제거하지 않고도 이것이 가능하다. 이를 위해, 본 회사의 공개 문헌으로서, 본 출원인의 "Stufenschalter Typ R und RM - Inspektionsanleitung" 및 "Stufenschalter Typ R und RM-Technische Daten"로부터, 부하 전환 스위치 인서트에, 개별이 오일 용기 내에 동심원 형태로 연장되도록 설치된 절연 재료로 이루어진 지지용의 실린더가 설치되어 있다는 것을 알 수 있다. 지지용 실린더의 상부는 폐쇄되어 지지 플레이트를 형성한다. 상기 설명한 바와 같은 부하 전환 스위치의 부조립체는 지지용 실린더, 즉 힘 저장부의 바로 아래에 현가되고, 그 아래에서, 스위치 콘택이 작동되고, 그 아래에, 주지된 방식으로 전환 저항 또는 배리스터(varistor)가 있다.

탭형 트랜스포머에 대한 부하시 탭 전환기는 DE 100 55 406에 개시되어 있으며, 이것은, 회사의 공개 문헌으로서, 본 출원인의 "Stufenschalter Typ R und RM - Inspektionsanleitung" 및 "Stufenschalter Typ R und RM-Technische Daten"의 부하 전환 스위치를, 지지용 실린더를 구비하지 않는 방식으로 개발한 것이다. 그 대신에, DE 100 55 406에서는, 완전한 부하 전환 스위치 인서트를 고정된 연결 콘텍에 체결하는 것으로서, 이 고정된 연결 콘택은 어느 경우든 존재하고 오일 용기의 벽부를 관통하며, 부하 전환 스위치가 수행된다. 그러나, 이것이 가능한 이유는 부하 전환 인서트의 모든 구성요소가 오일 용기의 내부에서 수평방향으로 연장하는 마운팅 플레이트 상에 설치되기 때문이다.

다시 말하면, 완전한 부하 전환 스위치의 고정은 모든 구성요소가 마운팅 플레이트에 체결되는 것으로 수행되며, 이러한 마운팅 플레이트는 부하 전환 스위치의 고정된 연결 콘택에서, 여기서는 부하 션트(load shunt)의 연결 콘택에서, 고정 핀(pin)으로 보어(bore)를 고정시켜 기구적으로 확실하게 연결함으로써 고정된다. 이러한 마운팅 플레이트의 구성에 의해, 특히 고정 핀에 의해, 마운팅은 단지 몇 개의 핀으로 힘 저장부의 그리고 부하 전환 스위치의 고유 중량 전체를 견뎌야 하는 기구적으로 높은 부하를 가진 구성요소가 된다. 또한, 핀은 몇십 초 내에 완료되는 공정 동안 실제 전환에서 일어나는 높은 토크를 수용하여야 하고 공정에서의 전환의 종료시에 다시 멈춰야 한다. 결국, 마운팅 플레이트는 복잡하고 비용이 많이 드는 생성 공정에서만 생성될 수 있다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 부하시 탭 전환기와 힘 저장부를 위한 간단한 구성요소로 이루어지고, 이와 동시에 높은 기구적 부하를 견디면서도, 불필요한 지지용 실린더와 추가로 비용이 생길 수 있는 문제를 해결하는 체결 구조를 제공하는 것이다.

본 목적은 제1 특허 청구항의 특징을 가진 탭형 트랜스포머용의 부하 전환 스위치에 의해 달성된다. 종속항은 본 발명의 특히 바람직한 구성에 관한 것이다.

전반적인 발명의 사상은 힘 저장부와 부하 전환 스위치를 마운팅 플레이트가 아닌 힘 저장부 캐리어에 체결하는 것이다. 여기서, 추가의 마운트가 이것에 설치되며, 오일 용기의, 특히 부하 전환 스위치의 각각의 위상의 오일 용기에 체결된 상부 영구 메인 콘택 캐리어(upper permanent main contact carrier) 상의 넓은 영역 위에서 지지되는데, 힘 저장부 캐리어가 수평 방향과 수직 방향으로 고정되는 방식으로 지지됨으로써, 지지 플레이트의 기구적 부하를 경감한다.

마운팅 플레이트와 비교해서, 힘 저장부 캐리어는 높은 기구적 부하에 적합하도록 그리고 힘 저장부의 고유 중량과 부하 전환 스위치와 관련된 문제가 없도록 영구적으로 형성된 단단하게 구성된 구성요소이다. 힘 저장부 캐리어는 각각 사용된 힘 저장부의 개별 구성요소를 설치하도록 그리고 그 구성부품이 마운팅 플레이트에 체결되고 이에 의해 몇 개의 볼트만으로 오일 용기에 체결되도록 설계되었다. 부하 전환 스위치와 힘 저장부의 고유 중량의 설치 또는 지지 기능은 종래기술에 따른 힘 저장부 캐리어의 요소는 아니다.

본 발명에 의한 해결방안은, 진공 스위칭 튜브 또는 기구적 스위치 콘택 등의 구성요소의 실제의 설치 또는 고정과 관련된 원래의 기능을 가지면서, 종래기술과 달리, 몇 개의 고정 핀만으로 부하 전환 스위치와 힘 저장부 전체를 영구적으로 유지하고, 실제의 전환 공정 동안 토크에 대항하여 고정될 수 있도록 설계하는 것이다. 본 발명에 의하면, 힘 저장부 캐리어의 몇 개의 넓은 면적의 마운트가 마운팅의 역할을 한다. 이러한 기능의 해결, 즉 마운팅 플레이트를 고유 마운팅 부품으로 기능하게 하는 것과 힘 저장부 캐리어를 유지 부품으로 기능하게 하는 것에 의해, 간단하지만, 개별 부품의 매우 신뢰성 있는 구성을 가질 수 있게 된다.

본 발명에 대하여, 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 부하 전환 스위치의 사시도로서, 본 발명에 필수적이지 않은 여러 구성요소에 대해서는 의도적으로 생략하고 있다.
도 2는 본 발명에 의한 부하 전환 스위치의 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 부하 전환 스위치의, 본 발명에 중요한, 부분을 나타내는 사시도이다.

이러한 종류의 부하시 탭 전환기(on-load tap changer)는 그 기능이나 구성이 당업자에게 잘 알려져 있기 때문에, 주지되어 있지만, 본 발명에 반드시 필수적인 것은 아닌 구성요소에 대해서는, 이하의 설명에서 구체적으로 설명하지 않는다. 도 1에 나타낸 부하 전환 스위치는 본 발명에 의한 힘 저장부 캐리어(1)에 마운트(17)에 의해 배치된 힘 저장부(force store)(2)를 구비한다. 마운트는 도면에는 표시되어 있지 않고, 수평 방향에서뿐만이 아니라 수직 방향에서의 넓은 영역에서 힘 저장부 캐리어(1)를 고정시킨다. 마운트(17)에 대한 더 구체적인 설명은 도 2 및 도 3에 대한 설명으로부터 추론될 수 있다. 예시한 힘 저장부(2)의 경우에, 편심 판(eccentric disc)는 구동 축(3)에 연결된다. 구동 축은 도시하고 있지는 않지만, 풀업 슬라이드(pull-up slide)(4)를 작동시킨다. 또한, 힘 저장부(2)는 3개의 안내 로드(guide rod)(5, 6, 7)를 구비한다. 안내 로드는 평행하게 위치하며 풀업 슬라이드(4)의 이동 방향의 길이방향으로 연장하며, 이들 중 2개의 안내 로드(6, 7)는 힘 저장부 스프링(8, 9)에 의해 둘러싸여 있다. 3번째 안내 로드(5)는 거기에 대항하여 캐리어 로드로서 구성되고, 스프링에 의해 둘러싸여 있지 않다.

힘 저장부 캐리어(1)의 아래의 수직 공간에는, 스위치 콘택(일부만 도시)을 수용 또는 설치하도록 구성된 마운팅 플레이트(mounting plate)(10)가 설치되며, 그 예로는 부하 전환 스위치의 기계적 콘택(11) 또는 진공 스위칭 튜브(12)가 있다. 종래 기술로부터 시작해서, 마운팅 플레이트(10)는 더 이상 완전한 부하 전환 스위치와 힘 저장부가 체결(fasten)되는 지지 요소가 아니다. 마운팅 플레이트(10)는 여러 개의 지지 로드(support rod)(15) 상에 설치되고, 지지 로드는 바깥쪽 원형 외주에 위치하고, 구성요소를 수용 또는 설치하는 기능으로 한정되어 있다. 마운팅 플레이트(10)에 의해 수용된 스위치 콘택은 기계적 스위치 콘택(11), 진공 스위칭 튜브(12), 사이리스터가 될 수 있으며, 또는 여러 스위치 콘택의 조합이 될 수 있다. 이들은 힘 저장부(2)의 트리거링 이후에, 각각의 기본 스위칭에 따라, 미리 정해진 스위칭 순서로 작동된다.

도 1에는 또한, 각각의 영구 메인 콘택 쌍의 상부 영구 메인 콘택 캐리어(upper permanent main contact carrier)(13)가 도시되어 있다. 콘택 쌍의 각각은 서로 120도만큼 오프셋되어 있으며, 부하 전환 스위치의 별개의 오일 용기(도시 안 됨)의 안쪽에 배치되어 있다. 따라서, 스위칭될 각각의 위상에 대해 영구 메인 콘택 쌍이 하나씩 제공된다. 이들 영구 메인 콘택 쌍은 종래 기술로부터 알려진 구성요소이며, 정지 상태에서, 일반적으로 별 모양인 부하 전환 스위치 및 부하 션트(load shunt)의 각각의 연결된 측 A 또는 B 사이를 전기적으로 접속하고 있다.

부하 전환 스위치 전체가 오일 용기에 둘러싸여 있다. 이 오일 용기는 도시하고 있지 않으며, 종래기술에서 잘 알려져 있지 않다. 오일 용기의 벽에는 이것을 관통하는 전기 연결 콘택(14)이 설치되어 있는데, 이 전기 연결 콘택은 하나 이상의 수평 면에 원형으로 배치되고, 각각의 전기적 위상을 스위칭한다. 전기적 연결 콘택은 부하 션트에 사용되고, 부하 전환 스위치의 2개의 측면 A와 B의 각각에 위치하고, 이들 사이에서 전환이 이루어지고 부하 션트에 접속된다.

도 2는 힘 저장부 캐리어(1)의 본 발명에 중요한 상세를 나타내며, 힘 저장부 캐리어(1)는 다수의 마운트(17)에 의해 상부 영구 메인 콘택 캐리어(13)의 활주가능하게 구성된 블록형의 플랜지 상의 넓은 영역 위에서 지지되는데, 힘 저장부 캐리어(1)가 수평 방향과 수직 방향으로 고정되도록 지지된다. 힘 저장부 캐리어(1)는 활주가능하게 구성된 요소이기 때문에, 본 발명에 의하면, 힘 저장부(2)와 부하 전환 스위치의 모든 구성요소가 종래 기술에서의 문제를 생기지 않도록 하면서 체결될 수 있는데, 개별의 구성요소, 특히 기계적으로 오버로드되는 다수의 마운트(17)를 구비하지 않고도 체결될 수 있다. 각각의 영구 메인 콘택 캐리어(13) 내에는, 다수의 연결 콘택(14)을 수용하고, 이에 의해 상부 영구 메인 콘택 캐리어(13)를 오일 용기(도시 안 됨)에 안정적으로 고정시키도록 구성되는 보어(bore)(16)가 설치된다.

힘 저장부 캐리어(1)의 본 발명에 따른 브래킷형(bracket-shaped)의 마운트(17)는 도 3에 상세하게 도시하고 있는데, 여기서 상부 영구 메인 콘택 캐리어(13)의 활주가능하게 구성된 블록형의 플랜지가 넓은 영역에 연결된다. 또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 전기 절연층이 각각의 마운트(17)의 내면에 설치될 수 있다.

Claims

탭형 트랜스포머(tapped transformer)의 여러 권선 탭(winding tap)을 중단없이 전환하기 위한 탭 전환기(tap changer)용의 부하 전환 스위치(load changeover switch)에 있어서,
상기 부하 전환 스위치는 별개의 오일 용기(oil vessel)에 의해 둘러싸여 있으며, 오일 용기의 벽부에 이것을 관통하는 전기 연결 콘택(electric connecting contact)이 설치되어 있고, 상기 전기 연결 콘택은 하나 이상의 수평 면에 원형으로 배치되어 각각의 전기적 위상을 전환하고,
부하 션트(load shunt)를 위해, 상기 부하 전환 스위치의 2개의 측면 A와 B 사이에서 전환이 이루어지고 상기 부하 션트와의 연결이 이루어지며, 상기 오일 용기의 내부에는 부하 전환 스위치 인서트가 설치되며, 그 구성요소로서, 힘 저장부 캐리어(force store carrier)에 체결되는 힘 저장부(force store), 및 마운팅 플레이트에 의해 고정되는 전기 스위칭 수단을 구비하고, 부하 전환을 위해, 전기 스위칭 수단의 작동을 위한 수단과 전환 저항을 구비하며,
상기 부하 전환 스위치 인서트의 힘 저장부(2)를 제외한 모든 구성요소가 상기 힘 저장부 캐리어(1)에 체결가능하게 되어 있으며, 상기 힘 저장부 캐리어(1)에는, 다수의 마운트(mount)(17)가 설치되어 있고, 상기 마운트는 각각의 상부 영구 메인 콘택 캐리어(upper permanent main contact carrier)(13)의 넓은 영역에 지지되고, 상부 영구 메인 콘택 캐리어는 상기 오일 용기에 체결되고, 상기 부하 전환 스위치의 각각의 위상에서, 힘 저장부 캐리어(1)는 수평 방향과 수직 방향으로 고정된 것을 특징으로 하는 부하 전환 스위치.
제1항에 있어서,
상기 다수의 마운트(17)의 내면은 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 부하 전환 스위치.