KR20230038431A - 온-부하 탭 절환기 및 온-부하 탭 절환기를 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

온-부하 탭 절환기 및 온-부하 탭 절환기를 작동시키기 위한 방법 Download PDF

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KR20230038431A
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크리스티안 하머
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마쉬넨파브릭 레인하우센 게엠베하
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Abstract

무정전으로 탭-절환 변압기(20)의 권선 탭들(N1, …NJ, …, NN) 사이에서 스위칭하기 위한 온-부하 탭-절환기(10)로서, 상기 온-부하 탭 절환기(10)의 제 1 고정 콘택(11)으로부터 제 2 고정 콘택(12)으로의 스위치오버를 수행하기 위한 다이버터 스위치(diverter switch; 40); 전력이 없이 상기 고정 콘택(11, 12)을 사전선택하기 위한 선택기(30); 및 제 1 제어 유닛(14)을 포함하고, 스위치오버를 위하여, 상기 다이버터 스위치(40)는 복수 개의 반도체 스위칭 소자(47, 48) 및 복수 개의 기계적 스위칭 소자(43, 44)를 가지며, 상기 선택기(30)는, 서로 독립적으로 작동가능하고 고정 콘택들 각각과 접촉할 수 있는 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32)을 가지고, 상기 제 1 제어 유닛(14)은, 스위치 커맨드를 트리거링하고, 상기 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32) 및 복수 개의 기계적 스위칭 소자(43, 44)를 모터 드라이브(13)를 이용하여 작동시키도록 구성되며, 상기 온-부하 탭 절환기(10)는, 복수 개의 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 작동시키도록 구성된 제 2 제어 유닛(15)을 포함하고, 스위치오버 도중에, 상기 제 1 제어 유닛(14)은 상기 제 2 제어 유닛(14)에 따라 상기 모터 드라이브(13)를 작동시키는, 온-부하 탭-절환기.

Description

온-부하 탭 절환기 및 온-부하 탭 절환기를 작동시키기 위한 방법
본 발명은 부하를 받는 탭-전환 변압기(tap-changing transformer)의 권취 탭 사이의 무정전 스위치 동작을 위한 온-부하 탭-절환기에 관한 것이다.
온-부하 탭-절환기는 스위칭될 목표인 특정 권선 탭을 무전력으로 사전 선택하기 위한 기계적 스텝 선택기, 및 부하 하에서 무정전으로, 이전의 권선 탭으로부터 사전 선택된 새로운 권선 탭으로 실제로 스위칭하기 위한 스위칭 수단으로서 반도체 스위칭 소자를 가지는 다이버터 스위치로 이루어진다.
이러한 종류의 온-부하 탭-절환기는 보통 하이브리드 탭 절환기라고도 불리는데, 그 이유는 이들이 전자적 파워 스위칭 수단에 추가하여 기계적 콘택을 더 가지기 때문이다.
이러한 종류의 하이브리드 탭 절환기는 EP 2319058 B1으로부터 알려져 있다. 이것은 두 개의 부하 경로를 가지는데, 이들 각각은 권선 탭을 기계적 스위치 및 그것에 직렬로 배치되고 두 개의 반대로 스위칭되는 IGBT들로 이루어진 직렬 회로를 거쳐서 공통 부하 테이크-오프 리드로 연결한다. 각각의 IGBT에 병렬로 다이오드가 제공된다. 차례대로, 배리스터가 각각의 개별적인 IGBT에 병렬로 제공된다. 정지된 동작에서, 부하 경로 각각은 기계적 메인 콘택과 브릿징된다. 양측 모두의 IGBT들은 공통 IGBT 드라이버에 의하여 제어된다. 이러한 솔루션의 단점은, 탭 절환기가 기계적 스위칭 콘택도 이제 반도체 스위칭 소자의 기능성이 보장된 경우에만 작동되도록 하는 모니터링 기능을 가지지 않는다는 것이다. 일측에 있는 IGBT에 뚜렷한 고장이 발생하고 스위치오버 프로세스가 계속된다면, 이것은 탭 단락 회로를 초래할 것이고, 이것은 탭 절환기 및 탭-절환 변압기에 대해서 심각하게 파괴되는 결과를 가진다.
그러므로, 본 발명의 목적은 하이브리드 온-부하 탭-절환기의 고장이 없고 신뢰가능한 동작이 가능해지게 하는, 하이브리드 탭 절환기에 대한 개선된 개념을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립항의 각각의 기술 요지에 의하여 달성된다. 추가적인 실시형태들은 종속항의 기술 요지이다.
개선된 개념은, 기계적 스위칭 콘택이 반도체 스위칭 소자의 기능성에 따라 작동되는 방식으로 기계적 스위칭 콘택을 모터 드라이브를 이용하여 작동시키는 추가적인 제어 유닛과 협업하는 자기 자신의 제어 유닛을 가지는 반도체 스위칭 소자를 제공하는 개념에 기반한다.
개선된 개념의 제 1 양태에 따르면, 무정전으로 탭-절환 변압기의 권선 탭들 사이에서 스위칭하기 위한 온-부하 탭-절환기가 설명된다. 온-부하 탭-절환기는 온-부하 탭 절환기의 제 1 고정 콘택으로부터 제 2 고정 콘택으로의 스위치오버를 수행하기 위한 다이버터 스위치, 부하 하에서 실제 스위치오버하기 이전에 고정 콘택을 무전력으로 사전 선택하기 위한 선택기, 제 1 제어 유닛 및 제 2 제어 유닛을 포함한다. 스위치오버를 위하여, 다이버터 스위치는 복수 개의 반도체 스위칭 소자 및 복수 개의 기계적 스위칭 소자를 가진다. 선택기는 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암을 가지는데, 이들은 서로 독립적으로 작동될 수 있고, 고정 콘택 각각에 접촉할 수 있다. 각각의 고정 콘택은 탭-절환 변압기의 권선 탭에 전기적으로 연결된다. 고정 콘택의 총 수는 권선 탭의 개수에 따라 달라진다.
제 1 제어 유닛은 스위치 커맨드를 트리거링하고, 이에 기반하여 제 1 선택기 암, 제 2 선택기 암 및 복수 개의 기계적 스위칭 소자를 모터 드라이브를 이용하여 작동시키도록 구성된다. 제 2 제어 유닛은 복수 개의 반도체 스위칭 소자를 작동시키도록 구성된다. 온-부하 탭-절환기의 스위치오버 프로세스 도중에, 제 1 제어 유닛은 제 2 제어 유닛에 따라 모터 드라이브를 작동시킨다.
따라서, 온-부하 탭-절환기 내의 스위치오버 프로세스 및 기계적 스위칭 소자의 작동이 이제, 반도체 스위치가 정확하게 작동되었고 따라서 탭 단락 회로의 위험이 존재하지 않는 경우에만 계속되거나 수행되는 것이 보장된다.
모터 드라이브는 DC 모터로서, 무브러시 DC 모터로서, 또는 서보모터, 특히 토크 모터로서 형성될 수 있다. 모터 드라이브는 스테퍼 모터로서 형성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 온-부하 탭-절환기는 제 1 반도체 스위칭 소자에서의 전압 강하를 나타내는 제 1 측정치를 측정하기 위한 제 1 센서 및 제 2 반도체 스위칭 소자에서의 전압 강하를 나타내는 제 2 측정치를 측정하기 위한 제 2 센서를 포함한다.
상기 제 1 센서는 상기 제 1 측정치를 상기 제 2 제어 유닛으로 송신하도록 구성된다. 상기 제 2 센서는 상기 제 2 측정치를 상기 제 2 제어 유닛으로 송신하도록 구성된다. 이제, 상기 제 2 제어 유닛은 상기 제 1 측정치 및/또는 상기 제 2 측정치에 따라, 상태 메시지를 상기 제 1 제어 유닛으로 송신하도록 구성된다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 상태 메시지 "오류(error)" 또는 상태 메시지 "OK"를 송신하도록 구성된다. 상태 메시지 "오류"는 반도체 스위칭 소자의 스위칭 온 또는 오프 프로세스가, 예를 들어 반도체 스위칭 소자에 결함이 있어서 성공적이지 않았다는 것을 나타낸다. 상태 메시지 "OK"는 반도체 스위칭 소자의 스위칭 온 또는 오프 프로세스가 오류가 없이 수행되었다는 것을 나타낸다.
제 2 제어 유닛은,
- 제 1 센서가 이전에 결정된 제 1 한계치를 초과하는 측정치를 미리 규정된 시간 내에 송신하는 경우,
- 제 1 센서가 이전에 결정된 제 2 한계치를 초과하지 않는 측정치를 미리 규정된 시간 내에 송신하는 경우,
- 제 2 센서가 이전에 결정된 제 3 한계치를 초과하지 않는 측정치를 미리 규정된 시간 내에 송신하는 경우,
- 제 1 및/또는 제 2 센서가 미리 규정된 시간 내에 측정치를 송신하지 않는 경우에 상태 메시지 "오류"를 제 1 제어 유닛으로 송신하도록 구성된다.
그렇지 않으면, 제 2 제어 유닛은 상태 메시지 "OK"를 송신한다.
제 1 한계치는 2 내지 10 볼트 사이에 있는 것이 바람직하다; 제 1 한계치는 5 볼트인 것이 특히 바람직하다.
제 2 한계치는 40 내지 80 볼트 사이에 있는 것이 바람직하다; 제 2 한계치는 50 볼트인 것이 특히 바람직하다.
제 3 한계치는 40 내지 80 볼트 사이에 있는 것이 바람직하다; 제 3 한계치는 50 볼트인 것이 특히 바람직하다.
제 2 제어 유닛은 마이크로콘트롤러로서 형성되는 것이 바람직하고, 아날로그 입력을 이용하여 및/또는 비교기를 이용하여 측정치를 검출하고 평가하고, 이에 따라 상태 메시지를 출력하도록 구성된다.
제 1 제어 유닛도 이와 유사하게 마이크로콘트롤러로서 형성되는 것이 바람직하다.
제 1 및 제 2 센서는 두 개의 옴 저항이 있는 전압 분할기로서 형성된다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 제 1 제어 유닛은 상태 메시지를 제 2 제어 유닛으로부터 수신하고, 이에 따르고 상태 메시지가 수신된 스위치오버 프로세스 내의 시간에 따라, 모터 드라이브를 시작 위치로 복귀시키거나 스위치오버를 계속하도록 구성된다. 구체적으로 설명하면, 후자는 스위치오버의 추가적인 코스 동안에 다이버터 스위치의 기계적 스위칭 소자 및 제 1 및/또는 제 2 선택기 콘택이, 예를 들어 공통 구동축을 통하여 모터 드라이브를 이용하여 작동된다는 것을 의미한다.
제 1 제어 유닛은,
- 제 1 센서가 제 2 제어 유닛에게 제 1 한계치를 초과하는 측정치를 미리 규정된 시간 내에 송신하는 경우,
- 제 1 센서가 제 2 한계치를 초과하지 않는 측정치를 미리 규정된 시간 내에 제 2 제어 유닛으로 송신하는 경우,
- 제 1 센서가 측정치를 미리 규정된 시간 내에 제 2 제어 유닛으로 송신하지 않는 경우에 모터 드라이브를 시작 위치로 복귀시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 제 2 제어 유닛은,
- 제 2 센서가 제 3 한계치를 초과하지 않는 측정치를 미리 규정된 시간 내에 제 2 제어 유닛으로 송신하는 경우,
- 제 2 센서가 측정치를 미리 규정된 시간 내에 제 2 제어 유닛으로 송신하지 않는 경우에 모터 드라이브를 작동시키고 스위치오버를 계속하도록 더 구성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 상태 메시지는 섬유 광학기 케이블을 통하거나 무선으로, 예를 들어 블루투스 또는 무선 통신을 통하여 제 2 제어 유닛으로부터 제 1 제어 유닛으로 송신될 수 있다. 섬유 광학기 케이블은 플라스틱 내에, 예를 들어 구동축 내에 몰딩될 수 있거나, 덧입힘(sheathing)이 없이 별개로 형성될 수 있다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 온-부하 탭-절환기는 반도체 스위칭 소자에서의 전류의 시간 경로를 나타내는 적어도 하나의 제 3 측정치를 측정하기 위한 제 3 센서를 포함한다. 제 3 센서는 전류 센서로서, 특히 교류 전류 센서로서 형성된다.
상기 제 3 센서는 상기 제 3 측정치를 상기 제 2 제어 유닛으로 송신하도록 구성된다. 이제, 제 2 제어 유닛은 제 3 측정치에 따라 반도체 스위칭 소자를 스위치 오프하도록 구성된다. 본 명세서에서 "제 3 측정치에 따라"라는 표현은, 특히 반도체 스위칭 소자를 통해 흐르는 전류의 시간 경로에 의존한다는 것을 의미한다. 스위치-오프는 바람직하게는 전류의 제로 교차 시에 수행되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 바람직한 실시형태에 따르면, 다이버터 스위치는 상기 제 1 선택기 암를 상기 제 1 기계적 스위칭 소자를 통하여 상기 부하 테이크-오프 리드에 연결하는 제 1 메인 경로; 상기 제 2 선택기 암를 상기 제 2 기계적 스위칭 소자를 통하여 상기 부하 테이크-오프 리드에 연결하는 제 2 메인 경로; 상기 제 1 메인 경로에 병렬로 형성된 제 1 반도체 스위칭 소자가 있는 제 1 보조 경로; 및 상기 제 2 메인 경로에 병렬로 형성된 제 2 반도체 스위칭 소자가 있는 제 2 보조 경로를 가진다.
기계적 스위칭 소자는 메인 콘택으로서 형성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 전압-의존형 저항이 제 1 및/또는 제 2 보조 경로에 병렬로 또는 제 1 및/또는 제 2 반도체 스위칭 소자에 병렬로 배치된다. 전압-의존형 저항은 배리스터로서 형성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 온-부하 탭-절환기는, 스위치오버를 수행할 때에, 제 1 선택기 암 및/또는 제 2 선택기 암의 작동 도중에 반도체 스위칭 소자 중 어느 것도 활성화되지 않는 방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 온-부하 탭-절환기는, 스위치오버를 수행할 때에, 반도체 스위칭 소자의 작동 도중에 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암이 상이한 고정 콘택에 접촉하는 방식으로 형성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 제 2 제어 유닛은 상기 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암이 상이한 인접 고정 콘택들과 접촉할 때에 충전되는 에너지 누산기를 가진다. 충전은 설명된 위치에 있는 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암 사이에 인가되는 스텝 전압을 통하여 수행된다. 에너지 누산기는 반도체 스위칭 소자의 작동 및 제 2 제어 유닛으로부터 제 1 제어 유닛으로의 상태 메시지의 송신을 위하여 필요한 에너지를 전달한다. 그러므로, 제 2 제어 유닛, 그리고 따라서 반도체 스위칭 소자도 인가된 스텝 전압을 이용하여 독립적으로 작동된다. 따라서, 예를 들어 제 1 제어 유닛을 통한 외부로부터의 추가적인 에너지 공급이 불필요하다.
에너지 저장소는 세라믹 커패시터로 형성되는 것이 바람직하고, 따라서 더 높은 온도 저항을 가진다. 이것이 제 2 제어 유닛 및 반도체 스위칭 소자의 작동 도중에 연속적으로 재충전되기 때문에, 이것은 발생하는 임의의 부하 피크를 흡수하기만 하면 된다. 에너지 누산기를 충전하기 위하여, 극히 넓은 입력 전압 범위를 가지는 스위칭 네트워크부가 사용되는 것이 바람직하고, 이것은 낮은 스텝 전압에서도 여전히 동작한다.
제 2 제어 유닛은 에너지 누산기의 충전을 아날로그 입력 중 하나에서의 전압 측정을 통하여 모니터링하고, 에너지 누산기가 완전히 충전되면 제 1 제어 유닛으로 상태 메시지 "OK"를 송신하도록 구성되는 것이 바람직하다. 제 1 제어 유닛은, 상태 메시지가 미리 규정된 시간 내에 수신되지 않으면 모터 드라이브를 시작 위치로 복귀시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 반도체 스위칭 소자는 IGBT 스위칭 소자로서 및/또는 사이리스터로서 및/또는 JFET 스위칭 소자로서 및/또는 MOSFET 스위칭 소자로서 및/또는 집적 게이트 정류 사이리스터(Integrated Gate Commutated Thyristor; IGCT)로서 형성된다. 반도체 스위칭 소자는 각각의 경우에 브릿지 회로 내의 다이오드를 가지는 IGBT로서 형성되는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 그래츠(Graetz) 회로 내의 다이오드를 가지고 형성된다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 상기 제 1 제어 유닛은 상기 온-부하 탭-절환기의 세로축(L)에 대하여 상기 모터 드라이브 위에 배치될 수 있고, 상기 제 2 제어 유닛은 상기 온-부하 탭-절환기의 세로축(L)에 대하여 상기 다이버터 스위치 아래에 배치될 수 있다.
제 1 제어 유닛은 탭-절환 변압기의 하우징 외부에 배치되는 것이 바람직하다. 모터 드라이브 및/또는 반도체 스위칭 소자 및/또는 제 2 제어 유닛은 변압기 하우징의 외부 또는 내부에 배치될 수 있다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 온-부하 탭-절환기는, 탭-절환 변압기의 제어될 제 2 및 제 3 페이즈에 대하여, 추가적으로 제 2 및 제 3 다이버터 스위치, 제 2 및 제 3 선택기, 및 제 2 및 제 3 제 2 제어 유닛을 포함한다. 각각의 다이버터 스위치의 복수 개의 반도체 스위칭 소자들 각각은 제 2 제어 유닛에 할당된다. 제 1 제어 유닛은 스위치 커맨드를 트리거링하고, 각각의 선택기의 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암 및 각각의 다이버터 스위치의 복수 개의 기계적 스위칭 소자를 하나의 모터 드라이브를 이용하여 작동시키도록 구성된다. 각각의 제 2 제어 유닛은 자신에게 할당된 다이버터 스위치의 복수 개의 반도체 스위칭 소자를 작동시키도록 구성된다. 이러한 경우에, 스위치오버 도중에, 제 1 제어 유닛은 각각의 제 2 제어 유닛에 따라 모터 드라이브를 작동시킨다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 온-부하 탭-절환기는 탭-절환 변압기의 제어될 제 2 및 제 3 페이즈에 대하여, 제 2 및 제 3 모터 드라이브, 제 2 및 제 3 다이버터 스위치, 제 2 및 제 3 선택기, 제 2 및 제 3 선택기, 및 제 2 제어 유닛을 더 포함한다. 작동을 위한 선택기, 다시 말해서 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암, 및 다이버터 스위치의 복수 개의 기계적 스위칭 소자가 각각의 모터 드라이브에 할당된다. 할당은 기계적으로, 예를 들어 구동축 및 트랜스미션을 통하여 이루어진다. 각각의 다이버터 스위치의 복수 개의 반도체 스위칭 소자들 각각은 제 2 제어 유닛에 할당된다. 제 1 제어 유닛은 스위치 커맨드를 트리거링하고 각각의 모터 드라이브를 작동시키며, 따라서 할당된 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암 및 할당된 복수 개의 기계적 스위칭 소자도 작동시키도록 구성된다. 각각의 제 2 제어 유닛은 자신에게 할당된 복수 개의 반도체 스위칭 소자를 작동시키도록 구성된다. 이러한 경우에, 제 1 제어 유닛은 스위치오버 도중에, 각각의 모터 드라이브를 각각의 제 2 제어 유닛에 따라 작동시킨다.
개선된 개념의 제 2 양태에 따르면, 개선된 개념의 제 1 양태에 따라서 형성된 온-부하 탭-절환기를 작동시키기 위한 방법이 기술된다.
이러한 방법의 경우, 연관된 유리한 실시형태 중 하나의 개선된 개념의 제 1 양태와 관련하여 이미 설명된 바와 같은 전술된 설명, 바람직한 특징, 및/또는 장점이 유사하게 언급된다.
이러한 방법은:
- 제 1 제어 유닛을 이용하여 상기 온-부하 탭 절환기의 제 1 고정 콘택으로부터 제 2 고정 콘택으로 스위치오버하기 위한 스위치 커맨드를 생성하는 단계;
- 하나 이상의 기계적 스위칭 소자, 제 1 선택기 암, 및 제 2 선택기 암을 모터 드라이브를 이용하고 상기 제 1 제어 유닛에 따라 작동시키는 단계; 및
- 하나 이상의 반도체 스위칭 소자를 제 2 제어 유닛을 이용하여 작동시키는 단계
를 포함하고,
- 상기 모터 드라이브는 상기 제 2 제어 유닛에 따른 스위치오버 도중에 상기 제 1 제어 유닛을 이용하여 작동된다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 반도체 스위칭 소자 중 어느 것도 제 1 선택기 암 및/또는 제 2 선택기 암의 작동 도중에 활성화되지 않는다.
적어도 하나의 실시형태에 따르면, 이러한 방법은,
- 상기 제 1 반도체 스위칭 소자에서의 전압 강하를 나타내는 적어도 하나의 제 1 측정치를 측정하고, 상기 제 1 측정치를 상기 제 1 센서를 이용하여 상기 제 2 제어 유닛으로 송신하는 단계;
- 상기 제 2 반도체 스위칭 소자에서의 전압 강하를 나타내는 적어도 하나의 제 2 측정치를 측정하고, 상기 제 2 측정치를 제 2 센서를 이용하여 상기 제 2 제어 유닛으로 송신하는 단계;
- 상기 제 1 측정치 및/또는 제 2 측정치에 따라, 상태 메시지를 상기 제 2 제어 유닛을 이용하여 상기 제 1 제어 유닛으로 송신하는 단계; 및
- 상기 상태 메시지에 따라, 상기 모터 드라이브를 상기 제 1 제어 유닛을 이용하여 작동시키는 단계
를 더 포함한다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 스위칭 커맨드의 생성 이후에 상기 선택기 암의 기계적 스위칭 소자 및 상기 반도체 스위칭 소자를 작동시키는 것은,
제 2 기계적 스위칭 소자를 개방하고, 상기 모터 드라이브를 이용하여 상기 제 2 선택기 암을 상기 제 2 고정 콘택으로 스위치오버하는 단계;
상기 제 2 제어 유닛의 에너지 누산기를 충전하는 단계;
상기 제 2 제어 유닛을 이용하여 제 2 반도체 스위칭 소자를 스위치 온하는 단계;
상기 제 1 기계적 스위칭 소자를 상기 모터 드라이브를 이용하여 여는 단계;
상기 제 1 반도체 스위칭 소자를 상기 제 2 제어 유닛을 이용하여 스위치 오프하는 단계;
상기 제 2 반도체 스위칭 소자를 상기 제 2 제어 유닛을 이용하여 스위치 온하는 단계;
상기 제 2 기계적 스위칭 소자를 상기 모터 드라이브를 이용하여 닫는 단계;
상기 제 2 반도체 스위칭 소자를 상기 제 2 제어 유닛을 이용하여 스위치 오프하는 단계;
상기 제 1 선택기 암을 상기 제 1 고정 콘택으로부터 상기 제 2 고정 콘택으로 스위치오버하는 단계; 및
상기 제 1 기계적 스위칭 소자를 닫는 단계
를 포함한다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 제 1 반도체 스위칭 소자는 전류의 시간 경로에 따라 단절된다. 스위치-오프는 바람직하게는 전류의 제로 교차 시에 수행되는 것이 바람직하다.
적어도 하나의 추가적인 실시형태에 따르면, 상기 제 2 반도체 소자가 스위치 온 되었으면, 상기 제 2 제어 유닛의 상태 메시지와 독립적으로 스위치오버가 어느 경우에나 계속된다.
이러한 방법의 추가적인 실시형태 및 구현형태는 탭-절환기의 다양한 실시형태들로부터 직접적으로 명백해진다. 특히, 탭-절환기와 관련하여 설명된 개별적인 컴포넌트 또는 복수 개의 컴포넌트 및/또는 어셈블리는 이러한 방법을 상응하도록 수행하게끔 구현될 수 있다.
후속하는 설명에서, 본 발명은 도면을 참조하고 예시적인 구현형태에 기반하여 상세히 설명된다. 동일하거나 기능적으로 동일하거나 동일한 효과를 가지는 컴포넌트들에는 동일한 참조 부호가 제공될 수 있다. 동일한 컴포넌트 또는 동일한 기능을 가지는 컴포넌트들은 어떤 경우에는 그들이 처음 나타나는 도면에 관련해서만 설명된다. 후속하는 도면에서는 설명이 꼭 반복되는 것이 아니다.
도면에서,
도 1은 온-부하 탭 절환기의 예시적인 실시형태의 개략도를 도시한다;
도 2는 탭-절환 변압기 내의, 개선된 개념에 따른 온-부하 탭-절환기의 예시적인 실시형태의 예시적인 개략적인 구성을 보여준다;
도 3은 개선된 개념에 따른 온-부하 탭-절환기의 예시적인 실시형태의 개략도를 보여준다;
도 4a 내지 도 4m은 도 3의 온-부하 탭-절환기의 예시적인 스위칭 시퀀스를 보여준다;
도 5는 탭-절환 변압기 내의, 개선된 개념에 따른 온-부하 탭-절환기의 다른 예시적인 실시형태의 예시적인 개략적인 구성을 보여준다.
도면들은 단지 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시할 뿐이고, 본 발명을 도시된 예시적인 실시형태로 한정하지 않는다.
도 1은 탭-절환 변압기(20)를 위한 온-부하 탭-절환기(10)의 예시적인 실시형태를 개략도로 도시한다. 탭-절환 변압기(20)는 메인 권선(21), 및 온-부하 탭-절환기(10)에 의하여 연결되고 단절되는 상이한 권선 탭(N1, …, NJ, …, NN)이 있는 조정 권선(22)을 가진다. 이러한 목적을 위하여, 온-부하 탭-절환기(10)는, 조정 권선(22)의 권선 탭(N1, …, NJ, …, NN)에 두 개의 가동 선택기 콘택을 이용하여 접촉할 수 있는 선택기(11), 및 현재 연결된 조정 권선으로부터 사전 선택된 새로운 조정 권선으로의 실제 다이버터 스위치 동작을 수행하는 다이버터 스위치(12)를 포함한다. 부하 전류는 현재 연결된 권선 탭(NJ 또는 NJ+1)으로부터 관련된 선택기 콘택 및 다이버터 스위치(40)를 거쳐서 부하 테이크-오프 리드(load take-off lead; 17)로 흐른다.
도 2는 탭-절환 변압기 내의, 개선된 개념에 따른 온-부하 탭-절환기의 예시적인 실시형태의, 예시적인 개략적인 구성을 보여준다.
온-부하 탭-절환기(10)는 고정 콘택(미도시)을 무전력으로 사전 선택하기 위한 선택기(11), 복수 개의 기계적 스위칭 소자 및 반도체 스위칭 소자(미도시)를 이용하여 실제 부하 스위치오버를 수행하기 위한 다이버터 스위치(12), 모터 드라이브(13), 제 1 제어 유닛(14), 및 제 2 제어 유닛(15)을 가진다. 추가적으로, 온-부하 탭-절환기(10)는 다이버터 스위치(40) 내에 배치된 세 개의 센서를 가진다. 두 개의 센서(51 및 52)는 전압 센서이고, 제 2 제어 유닛(15)으로 반도체 스위칭 소자에서의 전압 강하를 나타내는 측정치(M1 및 M2)를 송신하도록 설계된다. 제 3 센서(53)는 전류 센서이고, 제 2 제어 유닛(15)으로 반도체 스위칭 소자까지의 전류의 시간 경로를 나타내는 제 3 측정치(M3)를 송신하도록 설계된다. 더욱이, 제 2 제어 유닛(15)은 제 2 제어 유닛(15) 바로 위에 배치되는 에너지 누산기(18)를 포함한다. 이러한 예에서, 제 1 제어 유닛(14)은 온-부하 탭-절환기(10)의 세로축(L)에 대하여 모터 드라이브(13)의 위에, 그리고 탭-절환 변압기(20)의 외부에 배치된다. 온-부하 탭-절환기(10)의 나머지는 탭-절환 변압기(20) 내에 배치되고, 여기에서 제 2 제어 유닛(15) 및 에너지 누산기(18)는 세로축(L)에 대하여 다이버터 스위치(40) 아래에 배치된다.
도 3은 개선된 개념에 따른 온-부하 탭-절환기의 예시적인 실시형태의 개략도를 보여준다.
개선된 개념에 따르면, 온-부하 탭-절환기(10)는 적어도 하나의 제 1 고정 콘택(11) 및 제 2 고정 콘택(12)을 포함하는데, 이들은 탭-절환 변압기(20)의 조정 권선(22)의 권선 탭에 각각 연결될 수 있다. 고정 콘택의 총 수는 권선 탭의 개수에 따라 달라진다. 각각의 고정 콘택(11, 12)은 제 1 접촉면 및 제 2 접촉면을 가진다. 더욱이, 온-부하 탭-절환기(10)는 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32)을 가지는 선택기를 포함하는데, 이들은 서로 독립적으로 작동될 수 있고, 고정 콘택 각각에 접촉할 수 있다. 여기에서, 제 1 가동 콘택(31)은 고정 콘택(11, 12)의 제 1 접촉면에 접촉하지만, 제 2 접촉면에는 접촉하지 않을 수 있다. 이에 대응하도록, 제 2 가동 콘택(32)은 고정 콘택(11, 12)의 제 2 접촉면에 접촉하지만, 제 2 접촉면에는 접촉하지 않을 수 있다. 도 3은 온-부하 탭-절환기의 예시적인 실시형태의 개략도를 도시한다; 특히, 서로 마주보는 접촉면들의 구성은 반드시 절대적으로 필요한 것이 아니다.
온-부하 탭-절환기(10)는 사전 선택된 고정 콘택들(11, 12) 사이에서의 실제 다이버터 스위치 동작을 수행하기 위한 다이버터 스위치(40)를 더 포함한다. 다이버터 스위치(40)는 총 네 개의 전류 경로를 가진다. 제 1 메인 경로(41)는 제 1 선택기 암(31)을 제 1 기계적 스위칭 소자(43)를 통하여 부하 테이크-오프 리드(17)에 연결한다. 제 2 메인 경로(42)는 제 2 선택기 암(32)을 제 2 기계적 스위칭 소자(44)를 통하여 부하 테이크-오프 리드(17)에 연결한다. 제 1 반도체 스위칭 소자(47)가 있는 제 1 보조 경로(45)는 제 1 메인 경로(41)에 평행하게 형성되고, 제 2 반도체 스위칭 소자(48)가 있는 제 2 보조 경로(46)는 제 2 메인 경로(42)에 평행하게 형성된다. 더욱이, 배리스터(49)가 제 1 및 제 2 보조 경로(45, 46)의 각각에 병렬로 제공된다.
전압 센서로서 형성된 제 1 센서(51)는 제 1 기계적 스위칭 소자(43)에 병렬로 배치된다. 따라서, 이와 유사하게 전압 센서로서 형성된 제 2 센서(52)는 제 2 기계적 스위칭 소자(44)에 병렬로 배치된다. 전류 센서로서 형성된 제 3 센서(53)는 공통 테이크-오프 리드 내에 배치된다.
두 개의 제어 유닛은 온-부하 탭-절환기(10)의 작동을 위하여 제공된다. 제 1 제어 유닛(14은 스위치 커맨드를 트리거링하고, 제 1 선택기 암(31), 제 2 선택기 암(32) 및 제 1 및 제 2 기계적 스위칭 소자(43, 44)를 모터 드라이브(미도시) 이용하여 작동시키도록 구성된다. 스위칭 커맨드는 탭-절환 변압기(20)의 일차 전압 또는 이차 전압을 미리 결정된 전압 대역 내에 유지시키기 위해서 트리거링된다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어 전압 레귤레이터(50)가 제공되는데, 이것은 일차 전압이 미리 결정된 전압 대역 내에서 유지되고 있는지 여부를 모니터링한다. 더욱이, 온-부하 탭-절환기(10)의 제 2 제어 유닛(15)은 제 1 및 제 2 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 작동시키도록 구성된다. 이러한 목적을 위하여, 제 2 제어 유닛(15)은 에너지 누산기(미도시)를 포함하는데, 이것은 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32)이 인접한 상이한 고정 콘택(11, 12)에 접촉할 때에 이들 사이에 생기는 전압차를 통하여 충전된다. 제 1 제어 유닛(14)은 제 2 제어 유닛(15)으로부터 상태 메시지(S)를 수신하고, 이것에 따라 모터 드라이브(미도시)를 작동시킨다.
도 3의 예시도에서, 온-부하 탭-절환기(10)는 정지된 위치에 있다. 제 2 제어 유닛(15)에 전류가 없고 따라서 반도체 스위칭 소자(45 및 46)를 비활성화하도록, 제 1 및 제 2 선택기 암(31, 32) 양자 모두는 고정 콘택(11) 상에 있다. 부하 전류(IL)는 접촉된 고정 콘택(11)으로부터 두 개의 선택기 암(31, 32), 제 1 및 제 2 메인 경로(41, 42), 및 닫힌 기계적 스위칭 소자(43 및 44)를 거쳐 부하 테이크-오프 리드(17)로 동일한 부분 내에서 흐른다.
도 4a 내지 도 4m은 도 3의 온-부하 탭-절환기의 예시적인 스위칭 시퀀스를 보여준다.
제 1 제어 유닛(14)이 스위칭 커맨드를 생성했으면, 모터 드라이브가 작동되고, 따라서 처음에는 제 2 기계적 콘택(44)을 개방한다(도 4a).
그러면, 제 2 선택기 암(32)이 제 1 고정 콘택(11)으로부터 제 2 고정 콘택(12)으로 이동된다(도 4b).
도 4c에서, 두 개의 선택기 암(31, 32)은 이제 상이한 고정 콘택(11, 12) 상에 있고, 모터 드라이브(13)는 멈춘다. 이제 에너지 누산기(미도시)는 스텝 전압 USP에 의해 충전되고, 따라서 제 2 제어 유닛(15)에게 반도체 스위칭 소자(45 및 46)의 작동을 위한 에너지를 공급한다. 에너지 누산기의 충전에 후속하여, 제 2 제어 유닛(15)은 상태 메시지(S) "OK"를 제 1 제어 유닛(14)에 전송한다. 이러한 신호가 미리 규정된 시간, 예를 들어 50 ms 안에 수신되지 않으면, 제 1 제어 유닛(14)은 모터 드라이브(13)가 시작 위치로 복귀하도록 독려한다.
도 4d에 도시되는 다음 단계에서 스위치오버 프로세스가 정확하게 수행되면, 제 1 반도체 스위칭 소자(47)는 제 2 제어 유닛(15)에 의해 스위치 온된다. 이러한 시점에서는, 큰 전류가 이러한 제 1 반도체 스위칭 소자를 통해 흐르지 않는데, 그 이유는 제 1 반도체 스위칭 소자(47)의 관통-저항이 제 1 기계적 스위칭 소자(43)의 관통-저항보다 훨씬 크게 때문이다.
동시에, 제 1 제어 유닛(14)은 모터 드라이브(13)를 다시 작동시키고, 이제 제 1 기계적 스위칭 콘택(43)이 개방된다(도 4e 및 도 4f). 그러면 모터 드라이브(13)가 다시 멈춘다.
도 4d 내지 도 4f에 도시되는 단계들은 제 1 전압 센서(51)를 이용하여 제 2 제어 유닛(15)에 의해 모니터링된다. 제 1 전압 센서(51)는 제 1 반도체 스위칭 소자(47)에서의 전압 강하를 측정하고, 이러한 제 1 측정치(M1)를 제 2 제어 유닛(15)으로 송신한다. 부하 전류가 제 1 반도체 스위칭 소자(47)를 통해서 흐른다면, 전압은 수 볼트, 예를 들어 최대 5 볼트이다. 이러한 경우에, 제 2 제어 유닛(16)은 상태 메시지(S) "OK"를 제 1 제어 유닛(14)으로 송신하고, 스위칭 프로세스는 계속하여 정확하게 이루어진다. 그러나, 반도체 스위칭 소자(47)에 결함이 있으면, 제 1 기계적 스위칭 콘택(43)이 개방될 때에 전기 아크가 생긴다. 그러면, 전압은 여러 배 더 커질 것이고, 예를 들어 20 볼트일 수 있다. 이러한 경우에, 제 2 제어 유닛(16)은 상태 메시지(S) "오류"를 제 1 제어 유닛(14)으로 전송하고, 제 1 제어 유닛(14)은 해당 메시지에 따라 모터 드라이브(13)가 시작 위치로 복귀하도록 독려한다.
스위칭 프로세스가 계속하여 정확하게 이루어지면, 다음 단계(도 4g)에서 다음 반도체 스위칭 소자(47)에서의 전류의 시간 경로가 전류 센서(53)를 이용하여 제 2 제어 유닛(15)에 의해 모니터링된다. 제 1 반도체 스위칭 소자(47)는 전류의 제로 시에 스위치 오프된다(도 4g).
제 1 반도체 스위칭 소자(47)의 스위치-오프 프로세스는 제 1 전압 센서(51)를 이용하여 제 2 제어 유닛(15)에 의해 모니터링된다. 제 1 반도체 스위칭 소자(47)가 정확하게 스위치오프되었으면, 부하 전류는 이제, 도 4h에 도시된 바와 같이 반도체 스위칭 소자(47 및 48)에 병렬로 배치된 배리스터(49)를 통해서 계속 흐른다. 따라서, 제 1 반도체 스위칭 소자(47)에서의 전압 강하가 급격하게 상승하고, 좀 더 구체적으로는 수 백 볼트인 배리스터의 순방향 전압까지 상승한다. 제 2 제어 유닛(15)은 전압이 규정된 임계, 예를 들어 50 V를 규정된 시간 안에 초과하는지 여부를 모니터링한다. 그렇다면, 제 2 제어 유닛(15)은 상태 메시지(S) "OK"를 제 1 제어 유닛(14)으로 송신하고, 스위칭 프로세스는 계속하여 정확하게 이루어진다. 그렇지 않은 경우, 전압이 규정된 한계치 미만으로 유지된다면, 이것은 제 1 반도체 스위칭 소자(47)의 스위칭 오프의 고장의 표시자이고, 제 2 제어 유닛(16)은 상태 메시지(S) "오류"를 제 1 제어 유닛(14)으로 전송하며, 제 1 제어 유닛(14)은 이것에 따라 모터 드라이브(13)가 시작 위치로 복귀하도록 독려한다.
제 1 반도체 소자(47)의 스위치-오프 프로세스가 성공적이었으면, 제 2 반도체 스위칭 소자(48)는 제 2 제어 유닛(15)에 의해서 즉시 스위치 온된다.
제 2 반도체 스위칭 소자(48)에서의 전압 강하가 제 2 전압 센서(52)를 이용하여 측정된다는 점에서, 이러한 단계도 제 2 제어 유닛(15)에 의해서 다시 모니터링된다. 전압이 약 수 볼트인 제 2 반도체 스위칭 소자(48)의 순방향 전압까지 강하되면, 스위치-온은 성공적이었고 부하 전류는 도 4i에 도시된 바와 같이 제 2 보조 경로(46)를 통해 흐른다. 제 2 제어 유닛(15)은 제 2 반도체 스위칭 소자(48)에서 강하되는 전압이 규정된 시간 안에 규정된 임계, 예를 들어 50 V 미만으로 강하되는지 여부를 모니터링한다. 그렇다면, 제 2 제어 유닛(15)은 상태 메시지(S) "OK"를 제 1 제어 유닛(14)으로 송신하고, 스위칭 프로세스는 계속하여 정확하게 이루어진다. 그렇지 않다면, 제 2 제어 유닛(15)은 오류를 식별하고, 상태 메시지(S) "오류"를 제 1 제어 유닛(14)으로 전송한다. 그러나, 이러한 시점으로부터, 스위치오버 프로세스는 더 이상 취소되지 않는다, 그 이유는 다이버터 스위치 동작의 프로세스가 이미 절반만큼 완료되었고 시작 위치로 복귀하려면 더 큰 제어 노력이 요구될 것이기 때문이다.
따라서, 제 1 제어 유닛(14)은 모터 드라이브(13)가 스위치오버를 완료하기 위해서 계속 동작하도록 독려한다. 이러한 경우에, 제 2 기계적 스위칭 소자(44)가 우선 닫힌다(도 4i).
그러면, 제 2 제어 유닛(15)은 제 2 반도체 스위칭 소자(48)를 스위치 오프한다(도 4k). 이것은, 예를 들어 제 2 기계적 스위칭 소자(44)가 닫힌 결과로서의 제 2 반도체 스위칭 소자(48)에서의 전압 강하의 감소의 검출에 기반하여 수행될 수 있다. 그러나, 스위치-오프의 시간은 중요하지 않은데, 그 이유는 제 2 제어 유닛(15)에 더 이상 전압이 공급되지 않고 에너지 누산기의 전압이 감소되었으면 스위치-오프가 가장 늦게 일어나기 때문이다.
다음 단계에서, 제 1 선택기 암(31)은 모터 드라이브(13)의 추가적인 작동의 결과로서 제 1 고정 콘택(11)으로부터 제 2 고정 콘택(12)으로 이동된다(도 4l).
따라서, 제 2 제어 유닛(14)에 대한 전압 공급이 취소된다. 마지막으로, 모터 드라이브(13)의 추가적인 이동 경로 도중에, 제 1 기계적 스위칭 소자(43)도 다시 닫힌다(도 4m). 따라서, 스위치오버 프로세스가 종료된다. 그러면, 온-부하 탭-절환기(10)는 정지된 위치에 다시 있게 되고, 양자 모두 선택기 암(31, 32)은 고정 콘택(12) 상에 있다.
역방향으로의 스위치오버 프로세스가 유사한 방식으로 수행된다.
도 5는 탭-절환 변압기 내의, 개선된 개념에 따른 온-부하 탭-절환기의 다른 예시적인 실시형태의 예시적인 개략적인 구성을 보여준다.
이러한 실시형태에서, 온-부하 탭-절환기(10)는 탭-절환 변압기(20)의 제어될 제 2 및 제 3 페이즈(미도시)에 대하여, 제 2 및 제 3 모터 드라이브(13), 제 2 및 제 3 다이버터 스위치(40), 제 2 및 제 3 선택기(30), 및 에너지 누산기(18)를 각각 가지는 제 2 및 제 3 제 2 제어 유닛(15)을 더 포함한다. 선택기(40), 다시 말해서 제 1 선택기 암 및 제 2 선택기 암(미도시), 및 작동을 위한 다이버터 스위치(40)의 복수 개의 기계적 스위칭 소자(미도시)가 각각의 모터 드라이브(13)에 할당된다. 각각의 다이버터 스위치(40)의 복수 개의 반도체 스위칭 소자(미도시)는 제 2 제어 유닛(15)에 각각 할당된다. 세 가지 모든 페이즈에 대하여, 중앙의 제 1 제어 유닛(14)이 제공되는데, 이것은 대응하는 페이즈에 할당된 특정한 제 2 제어 유닛(15)에 따라 스위칭 커맨드를 트리거링하고 각각의 모터 드라이브(13)를 작동시키도록 설계된다.
본 발명 및 본 발명에 동반되는 장점들 중 많은 것이 위의 설명으로부터 이해될 것이라고 가정된다. 나아가, 개시된 청구 요지로부터 벗어나지 않으면서 또는 모든 실질적인 장점을 희생시키지 않으면서 컴포넌트들의 형상, 구성, 및 구조에 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 명백하다. 설명된 실시형태들은 오직 예를 들기 위한 것이고, 이러한 변경은 후속하는 청구항에 의해서 망라되도록 의도된다. 더욱이, 본 발명이 후속하는 청구항에 의해서 정의된다는 것이 이해된다.
참조 부호
10 온-부하 탭 절환기
11 제 1 고정 콘택
12 제 2 고정 콘택
13 모터 드라이브
14 제 1 제어 유닛
15 제 2 제어 유닛
16 제 1 고정 콘택
17 로드 테이크-오프 리드
18 에너지 누산기
20 탭-절환 변압기
21 메인 권선
22 조정 권선
30 선택기
31 제 1 선택기 암
32 제 2 선택기 암
40 다이버터 스위치
41 제 1 메인 경로
42 제 2 메인 경로
43 제 1 기계적 스위칭 소자
44 제 2 기계적 스위칭 소자
45 제 1 보조 경로
46 제 2 보조 경로
47 제 1 반도체 스위칭 소자
48 제 2 반도체 스위칭 소자
49 전압-의존형 저항
50 진폭 레귤레이터
51 제 1 센서
52 제 2 센서
53 제 3 센서
(N1, …, NJ, …, NN) 권선 탭
S 상태 메시지
M1 제 1 측정치
M2 제 2 측정치
M3 제 3 측정치
L 세로축

Claims (17)

  1. 탭-절환 변압기(20)의 권선 탭들(N1, …NJ, …, NN) 사이에서 무정전으로 스위칭하기 위한 온-부하 탭-절환기(10)로서,
    상기 온-부하 탭 절환기(10)의 제 1 고정 콘택(11)으로부터 제 2 고정 콘택(12)으로의 스위치오버를 수행하기 위한 다이버터 스위치(diverter switch; 40);
    전력이 없이 상기 고정 콘택(11, 12)을 사전선택하기 위한 선택기(30); 및
    제 1 제어 유닛(14)을 포함하고,
    스위치오버를 위하여, 상기 다이버터 스위치(40)는 복수 개의 반도체 스위칭 소자(47, 48) 및 복수 개의 기계적 스위칭 소자(43, 44)를 가지며,
    상기 선택기(30)는, 서로 독립적으로 작동가능하고 고정 콘택들 각각과 접촉할 수 있는 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32)을 가지고,
    상기 제 1 제어 유닛(14)은, 스위치 커맨드를 트리거링하고, 상기 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32) 및 복수 개의 기계적 스위칭 소자(43, 44)를 모터 드라이브(13)를 이용하여 작동시키도록 구성되며,
    상기 온-부하 탭 절환기(10)는, 복수 개의 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 작동시키도록 구성된 제 2 제어 유닛(15)을 포함하고,
    스위치오버 도중에, 상기 제 1 제어 유닛(14)은 상기 제 2 제어 유닛(14)에 따라 상기 모터 드라이브(13)를 작동시키는, 온-부하 탭-절환기(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온-부하 탭 절환기는,
    제 1 반도체 스위칭 소자(47)에서의 전압 강하를 나타내는 제 1 측정치(M1)를 측정하기 위한 제 1 센서(51); 및
    제 2 반도체 스위칭 소자(48)에서의 전압 강하를 나타내는 제 2 측정치(M2)를 측정하기 위한 제 2 센서(52)를 더 포함하고,
    상기 제 1 센서(51)는 상기 제 1 측정치(M1)를 상기 제 2 제어 유닛(15)으로 송신하도록 구성되며,
    상기 제 2 센서(52)는 상기 제 2 측정치(M2)를 상기 제 2 제어 유닛(15)으로 송신하도록 구성되고,
    상기 제 2 제어 유닛(15)은 상기 제 1 측정치(M1) 및/또는 상기 제 2 측정치(M2)에 따라, 상태 메시지(S)를 상기 제 1 제어 유닛(14)으로 송신하도록 구성된, 온-부하 탭-절환기(10).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 유닛(14)은, 상기 상태 메시지(S)를 상기 제 2 제어 유닛(15)으로부터 수신하고, 상기 상태 메시지에 따라, 상기 모터 드라이브(13)를 시작 위치로 복귀시키거나 계속 스위치오버하도록 구성된, 온-부하 탭-절환기(10).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상태 메시지(S)는 섬유 광학기 케이블을 통하거나 무선으로 송신될 수 있는, 온-부하 탭-절환기(10).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온-부하 탭 절환기는,
    상기 반도체 스위칭 소자(47, 48)에서의 전류의 시간 경로를 나타내는 적어도 하나의 제 3 측정치(M3)를 측정하기 위한 제 3 센서(53)를 더 포함하고,
    상기 제 3 센서(53)는 상기 제 3 측정치(M3)를 상기 제 2 제어 유닛(15)으로 송신하도록 구성되며,
    상기 제 2 제어 유닛(15)은 상기 제 2 측정치(M2)에 따라 상기 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 단절시키도록 더 구성된, 온-부하 탭-절환기(10).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이버터 스위치(40)는,
    상기 제 1 선택기 암(31)을 상기 제 1 기계적 스위칭 소자(43)를 통하여 상기 부하 테이크-오프 리드(take-off lead; 17)에 연결하는 제 1 메인 경로(41);
    상기 제 2 선택기 암(32)을 상기 제 2 기계적 스위칭 소자(44)를 통하여 상기 부하 테이크-오프 리드(17)에 연결하는 제 2 메인 경로(42);
    상기 제 1 메인 경로(41)에 병렬로 형성된 제 1 반도체 스위칭 소자(47)가 있는 제 1 보조 경로(45); 및
    상기 제 2 메인 경로(42)에 병렬로 형성된 제 2 반도체 스위칭 소자(48)가 있는 제 2 보조 경로(46)를 가지는, 온-부하 탭-절환기(10).
  7. 제 6 항에 있어서,
    전압-의존형 저항(49)이 상기 제 1 및/또는 제 2 보조 경로(45, 46)에 병렬로 배치된, 온-부하 탭-절환기(10).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 제어 유닛(15)은, 상기 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32)이 상이한 고정 콘택들과 접촉할 때에 충전되는 에너지 누산기(18)를 가지는, 온-부하 탭-절환기(10).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 스위칭 소자(47, 48)는 IGBT 스위칭 소자 및/또는 사이리스터로서 형성된, 온-부하 탭-절환기(10).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 유닛(15)은 상기 온-부하 탭-절환기(10)의 세로축(L)에 대하여 상기 모터 드라이브(13) 위에 배치될 수 있고,
    상기 제 2 제어 유닛(15)은 상기 온-부하 탭-절환기(10)의 세로축(L)에 대하여 상기 다이버터 스위치(40) 아래에 배치될 수 있는, 온-부하 탭-절환기(10).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온-부하 탭-절환기는,
    탭-절환 변압기(20)의 제어될 제 2 및 제 3 페이즈에 대하여,
    제 2 및 제 3 다이버터 스위치(40);
    제 2 및 제 3 선택기(30); 및
    제 2 및 제 3 제 2 제어 유닛(15)을 포함하고,
    각각의 다이버터 스위치(40)의 복수 개의 반도체 스위칭 소자(47, 48)는 제 2 제어 유닛(15)에 각각 할당되며,
    상기 제 1 제어 유닛(14)은, 스위치 커맨드를 트리거링하고, 각각의 선택기(30)의 제 1 선택기 암(31) 및 제 2 선택기 암(32) 및 각각의 다이버터 스위치(40)의 복수 개의 기계적 스위칭 소자(43, 44)를 적어도 하나의 모터 드라이브(13)를 이용하여 작동시키도록 구성되고,
    각각의 제 2 제어 유닛(15)은 자신에 할당된 복수 개의 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 작동시키도록 구성되며,
    스위치오버 도중에, 상기 제 1 제어 유닛(14)은 각각의 제 2 제어 유닛(15)에 따라 상기 적어도 하나의 모터 드라이브(13)를 작동시키는, 온-부하 탭-절환기(10).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같이 설계된 온-부하 탭-절환기(10)를 작동시키기 위한 방법으로서,
    제 1 제어 유닛(14)을 이용하여 상기 온-부하 탭 절환기(10)의 제 1 고정 콘택(11)으로부터 제 2 고정 콘택(12)으로 스위치오버하기 위한 스위치 커맨드를 생성하는 단계;
    하나 이상의 기계적 스위칭 소자(43, 44), 제 1 선택기 암(31), 및 제 2 선택기 암(32)을 모터 드라이브(13)를 이용하고 상기 제 1 제어 유닛(14)에 따라 작동시키는 단계; 및
    하나 이상의 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 제 2 제어 유닛(15)을 이용하여 작동시키는 단계를 포함하고,
    상기 모터 드라이브(13)는 상기 제 2 제어 유닛(15)에 따른 스위치오버 도중에 상기 제 1 제어 유닛(14)을 이용하여 작동되는, 온-부하 탭-절환기 작동 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 선택기 암(31) 및/또는 제 2 선택기 암(32)의 작동 도중에, 상기 반도체 스위칭 소자(47, 48) 중 어느 것도 활성화되지 않는, 온-부하 탭-절환기 작동 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 스위칭 소자(47)에서의 전압 강하를 나타내는 적어도 하나의 제 1 측정치(M1)를 측정하고, 상기 제 1 측정치(M1)를 상기 제 1 센서(51)를 이용하여 상기 제 2 제어 유닛(15)으로 송신하는 단계;
    상기 제 2 반도체 스위칭 소자(48)에서의 전압 강하를 나타내는 적어도 하나의 제 2 측정치(M2)를 측정하고, 상기 제 2 측정치(M2)를 제 2 센서(52)를 이용하여 상기 제 2 제어 유닛(15)으로 송신하는 단계;
    상기 제 1 측정치(M1) 및/또는 제 2 측정치(M2)에 따라, 상태 메시지(S)를 상기 제 2 제어 유닛(15)을 이용하여 상기 제 1 제어 유닛(14)으로 송신하는 단계; 및
    상기 상태 메시지(S)에 따라, 상기 모터 드라이브(13)를 상기 제 1 제어 유닛(14)을 이용하여 작동시키는 단계를 더 포함하는, 온-부하 탭-절환기 작동 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 스위치 커맨드의 생성 이후에 상기 선택기 암(31, 32)의 기계적 스위칭 소자(43, 44) 및 상기 반도체 스위칭 소자(47, 48)를 작동시키는 것은,
    제 2 기계적 스위칭 소자(44)를 개방하고, 상기 모터 드라이브(13)를 이용하여 상기 제 2 선택기 암(32)을 상기 제 2 고정 콘택(12)으로 스위치오버하는 단계;
    상기 제 2 제어 유닛(15)의 에너지 누산기(18)를 충전하는 단계;
    상기 제 2 제어 유닛(15)을 이용하여 제 1 반도체 스위칭 소자(47)를 스위치 온하는 단계;
    상기 제 1 기계적 스위칭 소자(43)를 상기 모터 드라이브(13)를 이용하여 여는 단계;
    상기 제 1 반도체 스위칭 소자(47)를 상기 제 2 제어 유닛(15)을 이용하여 스위치 오프하는 단계;
    상기 제 2 반도체 스위칭 소자(48)를 상기 제 2 제어 유닛(15)을 이용하여 스위치 온하는 단계;
    상기 제 2 기계적 스위칭 소자(44)를 상기 모터 드라이브(13)를 이용하여 닫는 단계;
    상기 제 2 반도체 스위칭 소자(48)를 상기 제 2 제어 유닛(15)을 이용하여 스위치 오프하는 단계;
    상기 제 1 선택기 암(31)을 상기 제 1 고정 콘택(11)으로부터 상기 제 2 고정 콘택(12)으로 스위치오버하는 단계; 및
    상기 제 1 기계적 스위칭 소자(43)를 닫는 단계를 포함하는, 온-부하 탭-절환기 작동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 스위칭 소자(47)는 전류의 시간 경로에 따라 단절되는, 온-부하 탭-절환기 작동 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 반도체 소자(48)가 스위치 온 되었으면, 상기 제 2 제어 유닛(15)의 상태 메시지(S)와 독립적으로 스위치오버가 어느 경우에나 계속되는, 온-부하 탭-절환기 작동 방법.
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