WO2013120642A1 - Transformator mit stufenschalteinrichtung - Google Patents

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WO2013120642A1
WO2013120642A1 PCT/EP2013/050611 EP2013050611W WO2013120642A1 WO 2013120642 A1 WO2013120642 A1 WO 2013120642A1 EP 2013050611 W EP2013050611 W EP 2013050611W WO 2013120642 A1 WO2013120642 A1 WO 2013120642A1
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Volker Karrer
Dieter Dohnal
Karsten Viereck
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Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
Von Bloh, Jochen
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    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers

Definitions

  • the invention relates to a transformer with tap changer for
  • Winding taps of a tapped transformer have been known in the art for many years.
  • the corresponding step transformers which are to be controlled, have a stepped control winding on the primary side or on the secondary side.
  • the winding on the regulating side of the transformer as a whole consists of a fixed part, the main winding, and the actual control winding, which has a plurality of winding taps. This is explained in detail in the publication "Axel Kramer: On-Load Tap-Changers for Power Transformers", published in 2000.
  • Control winding has.
  • Lightning voltage exposure during testing of the transformer and transients in the network eg when switching SF 6 - / vacuum circuit breakers) exposed.
  • the object of the invention is to provide a transformer with a tap changer, in which the electrical load in the tap changer
  • Subclaims relate to advantageous developments of the invention.
  • the invention is based on the general idea of dividing the common prior art winding on the side of the transformer to be controlled into two equal winding parts and providing the control winding between these winding parts and, in turn, the corresponding step switching device.
  • the semiconductor switching elements can no longer be loaded with the full amplitude of the lightning voltage wave, since the respective impedance is connected upstream of half the main winding. Since the quasi-upstream part of the main winding also absorbs part of the energy of the lightning voltage wave, the protective circuit of the switching elements can also be made smaller, resulting in cost and space savings. Furthermore, it is also possible to use semiconductor switching elements with a smaller blocking / blocking voltage, since these are to be dimensioned primarily after the lightning voltage load and not according to the standing AC voltage.
  • the semiconductor switching elements are not burdened in this case with the full amplitude and Fiankensteilheit, since the individual winding parts act as an upstream throttle damping.
  • the winding design for the split main winding is designed symmetrically; As a result, the force effect is minimized in the event of a short circuit.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a transformer according to the invention
  • Fig. 2 shows another embodiment of the invention
  • Fig. 3 is a table according to the gem. Figure 2 can be achieved
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the invention
  • Figure 1 shows in a first embodiment of the invention, a transformer whose primary and secondary sides by a schematically indicated dashed line
  • the primary page is shown to be regulated at the. Erfindungsge, ..- .. »a split trunk winding provided, which consists of two identical trunk winding parts 1, 2. In between is one
  • Stepping device 3 arranged, which is symbolized by a dashed line.
  • Step switching device 3 has here, as the simplest case, a control winding 4, which is surrounded by switching elements S in the form of a bridge.
  • switching elements S for example, antiparallel thyristor pairs, IGBTs o.ä. Semiconductor switching elements, can be used.
  • the control winding 4 is switched on or off. Shown here is still a switch 5, a so-called black start switch, which ensures that the transformer can continue to operate even in case of failure of the controller or the failure of semiconductor switching elements.
  • Fig. 2 shows a further developed embodiment of the invention.
  • the tap changer device 3 consists of several parts of a control winding W1, W1, W3.
  • the tap changer 3 here consists of three individual modules M1, M2, M3.
  • the first module M1 comprises the first partial winding W1 and on both sides thereof two bridging paths which each comprise a series connection of two semiconductor switching elements S1 .1 and S1 .2 or S1.3 or S1 .4. In each case between the two series-connected switching elements a center tap M1.1 or M1.2 is provided.
  • the individual semiconductor switching elements are shown here as well as in the following figures only schematically as a simple switch. They include in practice parallel thyristor pairs, IGBTs or other semiconductor switching elements. They may also each comprise a series or parallel connection of a plurality of such individual semiconductor switch elements.
  • the one center tap M1 .2 is electrically connected to the trunk winding part 2.
  • the other center tap M1.1 is connected to a center tap M2.1 of a second module M2.
  • This second module M2 is constructed identically; it likewise comprises a partial winding W2 and the two series circuits each comprising two semiconductor switching elements S2.1 and S2.2 or S2.3 and S2.4.
  • center tap M2.1 and M2.2 are provided between the respective series circuits again.
  • the wiring of a center tap M2.1 with the first module M1 has already been explained; the second center tap M2.2 in turn is connected to a center tap M3.2 of a third module M3.
  • This third module M3 is again constructed identically. It again includes one
  • the not yet mentioned center tap M3.1 of the third and here last module M3 is electrically connected to the main winding part 1.
  • the partial winding W2 in the second module M2 here has the triple number of turns of the partial winding W1 in the first module M1.
  • the partial winding W3 in the third module M3 here has six times the number of turns of the partial winding W1 in the first module M1.
  • FIG. 3 shows a wiring table of the step switching device according to the invention shown in FIG.
  • the symbol “0” means that the corresponding partial winding is not switched on, that is to say bridged
  • the symbol “+” means that the corresponding partial winding to the high-voltage winding 2 is connected in the same way.
  • the symbol “-” finally means that the corresponding part winding is connected in opposite directions to the high-voltage winding 2.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention.
  • the devisnschait driving 3 shown here is arranged. It has two series connected
  • the first switching assembly A in turn has a
  • two semiconductor switching units S1, S2 are provided in series with one another.
  • two further semiconductor switching units S3, S4 are connected in series with each other intended.
  • a first part winding W1 of the control winding is arranged between the two series-connected semiconductor switching units S1, S2 in the first branch 9 and the two series-connected semiconductor switching units S3, S4 in the second branch 10.
  • the second switch assembly B has a parallel circuit of three branches 1 1, 12 and 13.
  • In the third branch 1 1 are connected in series to each other two semiconductor-shaft units S5, S6, in the fourth branch 12 are connected in series to each other two semiconductor switching units S7, S8 and in the fifth branch 13 in series with each other two semiconductor switching units S9, S10 provided.
  • the second switch assembly B is electrically connected to the parent winding part 2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit Stufenschalteinrichtung, wobei wahlweise Primär- oder Sekundärseite mittels der Stufenschalteinrichtung regelbar ist und wobei an der zu regelnden Seite des Transformators eine Stammwicklung und mindestens eine Regelwicklung, die von der Stufenschalteinrichtung beschaltbar ist, vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist die Stammwicklung in zwei Stammwicklungsteile aufgeteilt und die mindestens eine Regelwicklung und die sie beschaltende Stufenschalteinrichtung (3) sind elektrisch zwischen den beiden Stammwicklungsteilen (1, 2) angeordnet.

Description

Transformator mit Stufenschalteinrichtung
Die Erfindung betrifft einen Transformator mit Stufenschalteinrichtung zur
unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Teilen einer Regelwicklung des
Transformators.
Stufenschalteinrichtungen zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen
Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators sind seit vielen Jahren bekannter Stand der Technik. Die entsprechenden Stufentransformatoren, an denen geregelt werden soll, weisen primär- oder auch sekundärseitig eine gestufte Regelwicklung auf. Die Wicklung auf der zur regelnden Seite des Transformators besteht insgesamt aus einem festen Teil, der Stammwicklung, und der eigentlichen Regelwicklung, die mehrere Wicklungsanzapfungen besitzt. Dies ist beispielweise ausführlich erläutert in der Publikation„Axel Krämer: On-Load Tap-Changers for Power Transformers", veröffentlicht 2000.
Es ist also etablierter Stand der Technik, dass der zu regelnde Stufentransformator auf seiner zu regelnden Seite eine Stammwicklung und in Reihe dazu eine gestufte
Regelwicklung aufweist.
Nach dem frühere Stufeneinrichtungen mechanische Schaltelemente zur Umschaltung zwischen den einzelne Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung aufwiesen, haben sich seit einer Reihe von Jahren Vakuumschaltelemente etabliert. In jüngster Zeit schließlich sind auch Halbleiter-Schaltelemente zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen derartigen Wicklungsanzapfungen vorgeschlagen worden. Solche Halbleiter-Schaltelemente besitzen zahlreiche Vorteile; ein Umschalten ist ohne mechanische Bauteile möglich, sie sind jedoch relativ empfindlich gegenüber Überspannungen. Beim Stand der Technik sind solche Halbleiter-Schaltelemente stets einer hohen Belastung bei einer
Blitzspannungsbeanspruchung bei der Prüfung des Transformators sowie bei Transienten im Netz (z.B. beim Schalten von SF6-/Vakuumleistungsschaltern) ausgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator mit einer Stufenschalteinrichtung anzugeben, bei dem die elektrische Belastung der in der Stufenschalteinrichtung
verwendeten Halbleiter-Schaltelemente minimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die
Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfindung liegt die allgemeine Idee zugrunde, die nach dem Stand der Technik einheitliche Stammwicklung auf der zu regelnden Seite des Transformators in zwei gleiche Wicklungsteile aufzuteilen und zwischen diesen Wicklungsteilen die Regelwicklung und an dieser wiederum die entsprechende Stufenschalteinrichtung vorzusehen.
Diese Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile. Zunächst einmal können die Halbleiter-Schaltelemente nicht mehr mit der vollen Amplitude der Blitzspannungswelle belastet werden, da die jeweilige Impedanz der halben Stammwicklung vorgeschaltet ist. Da der quasi vorgeschaltete Teil der Stammwicklung auch einen Teil der Energie der Blitzspannungswelle aufnimmt, kann die Schutzbeschaltung der Schaltelemente auch kleiner dimensioniert werden, was zu Kosten- und Platzeinsparung führt. Weiterhin können auch Halbleiter-Schaltelemente mit kleinerer Blockier-/Sperrspannung eingesetzt werden, da diese in erster Linie nach der Blitzspannungsbelastung zu dimensionieren sind und nicht nach der Stehwechselspannung.
Da der vorgeschaltete Teil der geteilten Stammwicklung erfindungsgemäß wie eine Drossel für schnelle Transienten auf der Netzleitung wirkt, werden die Halbleiter-Schaltelemente auch in diesem Fall nicht mit der vollen Amplitude und Fiankensteilheit belastet, da die einzelnen Wicklungsteile wie eine vorgeschaltete Drossel dämpfend wirken.
Besonders vorteilhaft ist das Wicklungsdesign für die geteilte Stammwicklung symmetrisch ausgelegt; dadurch wird die Kraftwirkung im Kurzschlussfall minimiert.
Die Fertigung der beiden Teile der erfindungsgemäß geteilten Stammwicklung kann vorteilhaft auf einzelne Lagen aufgeteilt werden.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen noch näher erläutert werden. Es zeigen: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäße Transformators mit
Stufenschalteinrichtung
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung
Fig. 3 einen Tabelle der bei der Ausführung gem. Figur 2 erzielbaren
Spannungsstufen
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung
Figur 1 zeigt in einer ersten Ausführungsform der Erfindung einen Transformator, dessen Primär- und Sekundärseite durch eine schematisch angedeutete Strichpunktlinie
voneinander getrennt sind. Auf der linken Seite der Darstellung ist die Primärseite gezeigt, an der geregelt werden soll. Erfindungsge, ..-..» eine geteilte Stammwicklung vorgesehen, die aus zwei identischen Stammwicklungsteilen 1 , 2 besteht. Dazwischen ist eine
Stufenschalteinrichtung 3 angeordnet, die durch eine Strichlinie symbolisiert ist. Die
Stufenschalteinrichtung 3 weist hier, als den einfachsten Fall, eine Regelwicklung 4 auf, die von Schaltelementen S in Form einer Brücke umgeben ist. Als Schaltelemente S sind beispielsweise antiparallele Thyristorpaare, IGBTs o.ä. Halbleiter-Schaltelemente, einsetzbar. Bei diesem einfachsten Fall der Erfindung ist die Regelwicklung 4 zu- oder abschaltbar. Gezeigt ist hier noch ein Schalter 5, ein sogenannter Black-Start-Schalter, der sicherstellt, dass der Transformator auch bei Ausfall des Reglers bzw. des Ausfalls von Halbleiter-Schaltelementen weiter betrieben werden kann.
Auf der rechten Seite ist die Sekundärwicklung 6 angedeutet. Mit 7 und 8 sind Anfang und Ende des gesamten Wicklungsaufbaus auf der Primärseite bezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine weiterentwickelte Ausführungsform der Erfindung. Hierbei besteht die Stufenschaltereinrichtung 3 aus mehreren Teilen einer Regelwicklung W1 , W1 , W3.
Die Stufenschalteinrichtung 3 besteht hier aus drei einzelnen Modulen M1 , M2, M3.
Das erste Modul M1 umfasst die erste Teilwicklung W1 sowie beidseitig davon zwei Überbrückungspfade, die jeweils eine Reihenschaltung aus zwei Halbleiter-Schaltelementen S1 .1 und S1 .2 bzw. S1.3 bzw. S1 .4 umfassen. Jeweils zwischen den beiden in Reihe geschalteten Schaltelementen ist eine Mittenanzapfung M1.1 bzw. M1.2 vorgesehen.
Die einzelnen Halbleiter-Schaltelemente sind hier wie auch in den nachfolgenden Figuren nur schematisch als einfache Schalter dargestellt. Sie umfassen in der Praxis parallel geschaltete Thyristorpaare, IGBT's oder andere Halbleiter-Schaltelemente. Sie können auch jeweils eine Reihen- oder Parallelschaltung mehrerer solcher einzelner Halbleiter- Schalterelemente umfassen.
Die eine Mittenanzapfung M1 .2 ist mit dem Stammwicklungsteil 2 elektrisch verbunden. Die andere Mittenanzapfung M1.1 steht mit einer Mittenanzapfung M2.1 eines zweiten Moduls M2 in Verbindung. Dieses zweite Modul M2 ist identisch aufgebaut; es umfasst ebenfalls eine Teilwicklung W2 sowie die beiden Reihenschaltungen aus jeweils zwei Halbleiter- Schaltelementen S2.1 und S2.2 bzw. S2.3 und S2.4. Ebenfalls sind zwischen den jeweiligen Reihenschaltungen wieder Mittenanzapfung M2.1 und M2.2 vorgesehen. Die Beschaltung der einen Mittenanzapfung M2.1 mit dem ersten Modul M1 wurde bereits erläutert; die zweite Mittenanzapfung M2.2 ihrerseits ist mit einer Mittenanzapfung M3.2 eines dritten Moduls M3 verbunden.
Dieses dritte Modul M3 ist wiederum identisch aufgebaut. Es umfasst wiederum eine
Teilwicklung W3 sowie die beiden Reihenschaltungen aus Halbleiter-Schaltelementen S3.1 und S3.2 bzw. S3.3 und S3.4 sowie die dazwischen liegenden Mittenanzapfungen M3.1 und M3.2. Die bisher noch nicht erwähnte Mittenanzapfung M3.1 des dritten und hier letzten Moduls M3 ist mit dem Stammwicklungsteil 1 elektrisch verbunden.
Die beschriebenen hier drei Module M1 ... M3 unterscheiden sich nur durch die
Bemessungen der jeweiligen Teilwicklungen W1 ...W3.
Die Teilwicklung W2 im zweiten Modul M2 weist hier die dreifache Windungszahl der Teilwicklung W1 im ersten Modul M1 auf. Die Teilwicklung W3 im dritten Modul M3 weist hier die sechsfache Windungszahl der Teilwicklung W1 im ersten Modul M1 auf.
Figur 3 zeigt eine Beschaltungstabelle der in Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Stufenschalteinrichtung. Das Symbol„0" bedeutet, dass die entsprechende Teilwicklung nicht eingeschaltet, d. h. überbrückt ist. Das Symbol„+" bedeutet, dass die entsprechende Teilwicklung zur Oberspannungswicklung 2 im gleichen Sinn dazu geschaltet ist. Das Symbol„-„ schließlich bedeutet, dass die entsprechende Teilwicklung gegensinnig zur Oberspannungswicklung 2 geschaltet ist.
In der Beschaltungstabelle sind die zehn Spannungsstufen dargestellt, die sich ergeben, wenn man zur Stufenspannung der Oberspannungswicklung 2 weitere Teilspannungen hinzufügt. Diese Teilspannungen ergeben sich durch die unterschiedliche Zuschaltung, Gegenschaltung oder Überbrückung der einzelnen Wicklungsteile W1 ...W3. Es ist zu sehen, dass sich bestimmte Spannungsstufen redundant, d. h. durch unterschiedliche
Schaltzustände, erzeugen lassen.
Ebenso, in der Tabelle aber nicht dargestellt, ist es möglich, in der anderen Richtung entsprechende gestufte Teilspannungen von der Spannung in der Oberspannungswicklung 2 abzuziehen. Insgesamt ergeben sich bei dieser Ausführungsform mithin einundzwanzig mögliche Spannungsstufen. In der Mittelstellung, hier mit N bezeichnet, ist die
Stufenschaiteinrichtung. Stammwicklungsteil 1 und 2 sind dann direkt miteinander verbunden.
Das erläuterte Zu- bzw. Gegenschalten oder die Überbrückung der einzelnen Wicklungsteile W1 ...W3 erfolgt durch eine entsprechende Beschaltung der Halbleiter-Schaltelemente S1.1 ... S3.4.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Zwischen dem StammwicklungsteiH und dem Stammwicklungsteil 2 ist die hier gezeigte Stufenschaiteinrichtung 3 angeordnet. Sie besitzt zwei in Reihe geschaltete
Schaltbaugruppen A und B. Die erste Schaltbaugruppe A ihrerseits besitzt eine
Parallelschaltung von zwei Zweigen 9 und 10. Im ersten Zweig 9 sind in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter-Schalteinheiten S1 , S2 vorgesehen. Im parallelen zweiten Zweig 10 sind in Reihenschaltung zueinander zwei weitere Halbleiter-Schalteinheiten S3, S4 vorgesehen. Zwischen den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten S1 , S2 im ersten Zweig 9 und den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten S3, S4 im zweiten Zweig 10 ist eine erste Teilwicklung W1 der Regelwicklung angeordnet.
Die zweite Schaltbaugruppe B besitzt eine Parallelschaltung von drei Zweigen 1 1 , 12 und 13. Im dritten Zweig 1 1 sind in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter-Schafteinheiten S5, S6 , im vierten Zweig 12 sind in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter-Schalteinheiten S7, S8 und im fünften Zweig 13 in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter- Schalteinheiten S9, S10 vorgesehen. Zwischen den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter- Schalteinheiten S5, S6 im dritten Zweig 1 1 und den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter- Schalteinheiten S7, S8 im vierten Zweig 12 ist eine zweite Teilwicklung W2 der
Regelwicklung und zwischen den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten S7, S8 im vierten Zweig 12 und den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten S9, S10 im fünften Zweig 13 ist eine dritte Teilwicklung W3 angeordnet. Bei dieser
Ausführungsform ist die zweite Schaltbaugruppe B mit dem Stammwicklungsteil 2 elektrisch verbunden.
Im Rahmen der Erfindung sind unterschiedlichste Ausführungen der Stufenschalteinrichtung 3 mit der unterschiedlichsten Zahl von zu regelnden Teilwicklungen und verschiedensten Beschaltungen mittels Halbleiter-Schaltelementen möglich. Wichtig ist bei allen diesen Ausführungsformen allein, dass die entsprechende Schalteinrichtung 3 zwischen den beiden Stammwickiungsteilen 1 , 2 der erfindungsgemäß geteilten Stammwicklung auf der Seite des Transformators, an der geregelt werden soll, vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Transformator mit Stufenschalteinrichtung,
wobei der Transformator eine Primär- und eine Sekundärseite aufweist,
wobei wahlweise Primär- oder Sekundärseite mittels der Stufenschalteinrichtung regelbar ist
und wobei an der zu regelnden Seite des Transformators eine Stammwicklung und mindestens eine Regelwicklung, die von der Stufenschalteinrichtung beschaltbar ist, vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stammwicklung in zwei Stammwicklungsteile (1 , 2) aufgeteilt ist
und dass die mindestens eine Regelwicklung (4; W1 , W2, W3) und die sie
beschaltende Stufenschalteinrichtung (3) elektrisch zwischen den beiden
Stammwicklungsteilen (1 , 2) angeordnet ist.
2. Transformator mit Stufenschalteinrichtung gem. Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stufenschalteinrichtung (3) zwei oder mehr Module (M1 , M2, M3, M4) aufweist,
wobei jedes Modul (M1 , M2, M3, M4) jeweils eine Teilwicklung (W1 , W2, W3, W4) der Regelwicklung (4) sowie beidseitig davon zwei Überbrückungspfade umfasst, wobei jeder Überbrückungspfad jeweils eine Reihenschaltung aus zwei Halbleiter- Schaltelementen (S1.1 , S1 .2; S1.3, S1 .4; S2.1 , S2.2; S2.3, S2.4; S3.1 , S3.2; S3.3, S3.4; S4.1 , S4.2; S4.3, S4.4) umfasst,
wobei jeweils zwischen den beiden in Reihe geschalteten Schaltelementen (S1.1 , S1 .2; S1.3, S1.4; S2.1 , S2.2; S2.3, S2.4; S3.1 , S3.2; S3.3, S3.4; S4.1 , S4.2; S4.3, S4.4) jedes Überbrückungspfades eine Mittenanzapfung (M1 .1 , M1.2; M2.1 , M2.2; M3.1 . M3.2; M4.1 , M4.2) vorgesehen ist,
wobei die Teilwicklungen (W1 , W2, W3, W4) unterschiedliche Windungszahlen besitzen,
wobei jeweils eine der beiden Mittanzapfungen (M1.1 ; M2.1 , M2.2; M3.1 , M3.2; M4.2) jedes Moduls (M1 , M2, M3, M4) mit einer Mittanzapfung der benachbarten Module verbunden ist
und wobei die eine verbleibende Mittenanzapfung (M1 .2) des ersten Moduls (M1 ) mit dem einen Stammwicklungsteil (2) und die eine verbleibende Mittenanzapfung (M3.1 ; M4.1 ) des letzten Moduls (M3; M4) mit dem anderen Stammwicklungsteil (1 ) elektrisch verbunden sind.
3. Transformator mit Stufenschalteinrichtung gem. Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stufenschalteinrichtung (3) zwei in Reihe geschaltete Schaltbaugruppen (A, B) aufweist,
wobei die erste Schaltbaugruppe (A) ihrerseits eine Parallelschaltung von zwei Zweigen (9, 10) besitzt,
wobei im ersten Zweig (9) in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter- Schalteinheiten (S1 , S2) und im parallelen zweiten Zweig (10) in Reihenschaltung zueinander zwei weitere Halbleiter-Schalteinheiten (S3, S4) vorgesehen sind, wobei zwischen den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten (S1 , S2) im ersten Zweig (9) und den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten (S3, S4) im zweiten Zweig (10) eine erste Teilwicklung (W1 ) der Regelwicklung angeordnet ist,
wobei die zweite Schaltbaugruppe (B) eine Parallelschaltung von drei Zweigen (1 1 , 12, 13) aufweist,
wobei im dritten Zweig (1 1 ) in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter- Schalteinheiten (S5, S6) , im vierten Zweig (12) in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter-Schalteinheiten (S7, S8) und im fünften Zweig (13) in Reihenschaltung zueinander zwei Halbleiter-Schalteinheiten (S9, S10) vorgesehen sind,
wobei zwischen den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten (S5, S6) im dritten Zweig (1 1 ) und den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten (S7, S8) im vierten Zweig (12) eine zweite Teilwicklung (W2) der Regelwicklung und zwischen den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten (S7, S8) im vierten Zweig (12) und den beiden in Reihe geschalteten Halbleiter-Schalteinheiten (S9, S10) im fünften Zweig (13) eine dritte Teilwicklung (W3) angeordnet ist und wobei jeweils eine der beiden Schaltbaugruppen (A oder B) elektrisch mit jeweils einer der Stammwicklungsteile (1 oder 2) elektrisch verbunden sind.
4. Transformator mit Stufenschalteinrichtung gem. Anspruch 1 , 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet,
dass ein mechanischer Kontakt (5) zusätzlich vorgesehen ist, der die
Stufenschalteinrichtung (3) überbrücken kann, derart, dass bedarfsweise eine direkte elektrische Verbindung zwischen den beiden Stammwicklungsteilen (1 , 2) herstellbar ist.
PCT/EP2013/050611 2012-02-13 2013-01-15 Transformator mit stufenschalteinrichtung WO2013120642A1 (de)

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KR1020147025596A KR102014225B1 (ko) 2012-02-13 2013-01-15 온-부하 탭-절환 장치가 있는 변압기
EP13700690.4A EP2815411B1 (de) 2012-02-13 2013-01-15 Transformator mit stufenschalteinrichtung
RU2014137003A RU2632194C2 (ru) 2012-02-13 2013-01-15 Трансформатор со ступенчатым переключателем
CN201380007408.5A CN104094369B (zh) 2012-02-13 2013-01-15 包括分接开关装置的变压器
UAA201409083A UA114419C2 (uk) 2012-02-13 2013-01-15 Трансформатор зі ступеневим перемикальним пристроєм
CA2861465A CA2861465C (en) 2012-02-13 2013-01-15 Transformer with tap changer
ES13700690.4T ES2637656T3 (es) 2012-02-13 2013-01-15 Transformador con instalación de conmutación de fases
US14/373,043 US9123464B2 (en) 2012-02-13 2013-01-15 Transformer with on-load tap changer
BR112014019987A BR112014019987A2 (pt) 2012-02-13 2013-01-15 transformador com dispositivo para comutação de derivação
AU2013220673A AU2013220673B2 (en) 2012-02-13 2013-01-15 Transformer with on-load tap-changing device
JP2014555987A JP6250560B2 (ja) 2012-02-13 2013-01-15 タップ切換装置を備えた変成器
HK15102011.4A HK1201634A1 (en) 2012-02-13 2015-02-27 Transformer with on-load tap-changing device

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9898019B2 (en) * 2012-12-27 2018-02-20 Xiaoming Li Thyristor assisted on-load tap changer and method thereof
DE102013110652B4 (de) * 2013-09-26 2018-02-22 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Schaltanordnung mit Vorwähler
CH709397A1 (de) * 2014-03-24 2015-09-30 Siegfried A Eisenmann Kraftfahrzeug mit Elektroantrieb.
CN106298295A (zh) * 2015-05-25 2017-01-04 北京华天机电研究所有限公司 桥接式有载分接开关
RU2613679C2 (ru) * 2015-08-19 2017-03-21 Борис Алексеевич Аржанников Устройство для регулирования напряжения и способ его регулирования
EP3285349B1 (de) * 2016-08-16 2019-03-13 ABB Schweiz AG Schutz eines transformator mit einem stufenschalter
EP3839993A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-23 ABB Power Grids Switzerland AG Leistungselektronik-laststufenschalter mit reduzierter anzahl von abzweigen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668511A (en) * 1971-02-16 1972-06-06 Mc Graw Edison Co Self energizing tap switch for electronic tap changer
EP0294653A1 (de) * 1987-06-09 1988-12-14 Siemens Aktiengesellschaft Stufenschalter für Transformatoren mit im laststromfreien Zustand betätigbarem Wender
GB2424766A (en) * 2005-03-31 2006-10-04 Areva T & D Sa Resonant circuit arrangement used to commutate switches of an on-load tap changer
DE102009060132B3 (de) * 2009-12-23 2011-05-12 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stufenschalter mit Polungsschalter an einem Regeltransformator

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US686757A (en) * 1901-02-23 1901-11-19 Isaac Williams Wire-fence machine.
NL278413A (de) 1961-05-15
NL123797C (de) * 1961-06-22
JPS5118609B1 (de) * 1968-03-13 1976-06-11
US4061963A (en) * 1976-04-27 1977-12-06 Westinghouse Electric Corporation Load tap changer system
SE402502B (sv) * 1976-10-29 1978-07-03 Asea Ab Lindningskopplare
CA2193477C (en) 1994-04-06 2000-07-18 Robert C. Degeneff Load tap changer
JP3342805B2 (ja) * 1996-07-19 2002-11-11 北海道電力株式会社 変圧器タップ切替装置
JP2000125473A (ja) * 1998-10-19 2000-04-28 Toshiba Corp 電力調整装置及びその装置の制御方法
DE50107854D1 (de) * 2000-08-18 2005-12-01 Vithayathil John J Schaltungsanordnung zur statischen erzeugung einer veränderbaren elektrischen leistung
DE10102310C1 (de) * 2001-01-18 2002-06-20 Reinhausen Maschf Scheubeck Thyristor-Stufenschalter
KR100769191B1 (ko) 2004-03-22 2007-10-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 평판 발광 램프 장치 및 그 제조방법
ES2318961B1 (es) 2006-05-19 2010-02-04 Universidad De Sevilla Cambiador de tomas estatico optimizado para transformadores de alta/media tension (at/mt) y media/baja tension (mt/bt).
CA2700732A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Cryogenic treatment of gas
CN101430967B (zh) 2008-08-21 2010-12-08 上海华明电力设备制造有限公司 晶闸管电阻过渡切换有载分接开关
DE102009017196A1 (de) 2009-04-09 2010-10-14 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stufenschalter mit Halbleiter-Schaltelementen
CN201608037U (zh) * 2009-12-11 2010-10-13 合肥金德电力设备制造有限公司 单相无励磁分接开关

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3668511A (en) * 1971-02-16 1972-06-06 Mc Graw Edison Co Self energizing tap switch for electronic tap changer
EP0294653A1 (de) * 1987-06-09 1988-12-14 Siemens Aktiengesellschaft Stufenschalter für Transformatoren mit im laststromfreien Zustand betätigbarem Wender
GB2424766A (en) * 2005-03-31 2006-10-04 Areva T & D Sa Resonant circuit arrangement used to commutate switches of an on-load tap changer
DE102009060132B3 (de) * 2009-12-23 2011-05-12 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stufenschalter mit Polungsschalter an einem Regeltransformator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AXEL KRÄMER: ON-LOAD TAP-CHANGERS FOR POWER TRANSFORMERS, 2000

Also Published As

Publication number Publication date
KR102014225B1 (ko) 2019-10-21
UA114419C2 (uk) 2017-06-12
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JP2015510268A (ja) 2015-04-02
BR112014019987A2 (pt) 2017-07-04
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HK1201634A1 (en) 2015-09-04
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CN104094369A (zh) 2014-10-08

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