WO2013131663A1 - Anordnung von luft-drosselspule und umschalter - Google Patents

Anordnung von luft-drosselspule und umschalter Download PDF

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semicircular
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Junliang WU
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Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
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    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0044—Casings; Mountings; Disposition in transformer housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • H01F29/025—Constructional details of transformers or reactors with tapping on coil or windings

Definitions

  • the present application relates to an arrangement of an air throttle coil and a changeover switch, in particular a diverter or a load level changeover switch according to the preamble of claim 1 and a method for producing the arrangement according to the preamble of claim 6.
  • inductor and a method for their preparation is known for example from DE 33 05 007 C2.
  • Such inductors counteract a rapid change in the current and, for this reason, can be used, for example, as carrier frequency locks, short-circuit inductors for current limitation or as current increase and smoothing inductors.
  • Reactors can be used in AC networks to limit harmonics or short-circuit current. While diverters may only be switched in a de-energized state, on-load tap-changers are used for uninterrupted switching between different taps of a tapped transformer under load and thus for voltage regulation.
  • Such on-load tap changer is known for example from WO 99/60588.
  • the choke coil can be designed as an air choke coil.
  • the air choke coil is used as a so-called shunt reactor or as a series choke coil.
  • the air choke coil is placed outside the on-load tap changer or diverter. This allows a simple construction realized.
  • this arrangement results in a small influence of the magnetic field of the air throttle coil on the on-load tap-changer. Incidentally, this arrangement offers the advantage of easy machinability of the two elements.
  • Object of the present invention is to provide an arrangement of a choke coil and a changeover switch, in particular a diverter or a load level changeover switch, which can be used even in confined spaces.
  • Another The object of the invention is to propose a method for producing the arrangement.
  • This object is achieved by an arrangement of an air choke coil and a changeover switch, in particular a Umsteliers or a load stage switch, wherein the air choke coil has windings and the switch is arranged in the interior of the air throttle coil.
  • the object is achieved by a method for producing an arrangement of an air choke and a changeover switch, in particular one
  • Umsteller or a load level changeover switch wherein the air choke is assembled from a first semicircular shell and a second semicircular shell and the switch is arranged before joining the semicircular shells within the first semicircular shell, so that the switch after assembly in the interior of the air choke coil, preferably centered, lies. There are connections for the supply lines on the first semicircular shell or second semicircular shell.
  • This arrangement according to the invention and the method for its production is characterized by the advantage that the resulting compact design allows a space-saving arrangement, such. on an offshore platform.
  • a higher mechanical stability can be achieved, as e.g. in case of a short circuit is required.
  • the air choke on an insulating lierrohr having on its, the interior of the air throttle coil side facing a ferromagnetic coating.
  • the air choke will be constructed of a first and a second semicircular shell, wherein the assembled semicircular switching serve as a frame for the windings of the air choke coil.
  • the design of the air throttle coil made up of assembled half-shell shells provides an easy possibility for switching the switch inside the air flow reactor.
  • choke coil Because in this case, the switch can be introduced into the interior of the first semicircular shell before it is connected to the second semicircular shell to the complete air choke coil and then provided with windings.
  • FIG. 1 shows an arrangement of an air throttle coil and a load stage switch according to the prior art.
  • FIG. 2 Schematically an inventive arrangement of an air choke and a switch.
  • Fig. 3 Schematically an arrangement according to the invention in cross section, which is circular.
  • Fig. 1 shows the arrangement of an air throttle 10 and a load stage switch 1 2, as known from the prior art.
  • the on-load tap changer 12 is arranged outside the air throttle coil 10.
  • the known arrangement causes only a small influence of the magnetic circuit of the choke coil on the Urnschalter. Nevertheless, relatively long leads 14 must be provided in the known arrangement. The space requirement of the arrangement as a whole is considerable.
  • Fig. 2 the inventive arrangement of the air throttle coil 10 and the switch 12 is shown schematically, wherein the switch 12 is designed as a diverter or load stage switch.
  • the changeover switch 12 is arranged in the interior 30 of the air throttle coil 10.
  • taps 26 are provided, which can be switched, so that a change in the number of turns so that a regulation of the inductance of the choke coil is possible.
  • the air choke 10 has an insulating tube 24, which is preferably formed from two semicircular shells 16. 18 (Fig. 3).
  • a ferromagnetic layer 22 is provided on the insulating tube 24 on its side facing the inner space 30. This is preferred designed as a ferromagnetic coating.
  • the insulating tube 24 serves at the same time as a frame for the windings 20 of the air throttle coil 10th
  • the air choke coil 10 has a first semicircular shell 16 and a second semicircular shell 18.
  • the semicircular shells together form an insulating tube 24 with the ferromagnetic layer 22 (FIG. 2).
  • the first semicircular shell 16 and a second semicircular shell 18 serve as a frame for the windings 20 of the air choke coil 10, which can be wound after the first and second semicircular shell 16, 18 are joined together.
  • the changeover switch 12 is arranged in the interior of the first semicircular shells 16. Subsequently, the second semicircular shell 18 is joined to the first semicircular shell 16 in such a way that the changeover switch 12 is arranged in the interior 30 of the air inductor 10.
  • the changeover switch 12 is preferably positioned such that it is arranged centered in the interior 30 after the first and the second half-circuits 16, 18 have been joined together.
  • the first and second semi-circular shells 16, 18 form a frame for the windings 20 of the air choke coil 10, which are wound after the introduction of the switch and the assembly of the semicircular shells 16, 18.
  • a ferromagnetic layer 22, in particular a ferromagnetic coating can therefore be applied during the production of the semicircular shells 16, 18 prior to the joining of the first and second semicircular shells 16, 18.
  • a ferromagnetic layer 22 in particular a ferromagnetic coating

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Luft-Drosselspule (10) und eines Umschalters (12), insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, wobei die Luft-Drosselspule (10) Wicklungen (20) aufweist. Bei der Anordnung ist der Umschalter (12) im Innenraum (30) der Luft-Drosselspule (10) angeordnet.

Description

Anordnung von Luft-Drosselspule und Umschalter
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 6.
Eine Drosselspule und ein Verfahren zu ihrer Herstellung ist beispielsweise aus der DE 33 05 007 C2 bekannt. Derartige Drosselspulen wirken einer raschen Änderung des Stroms entgegen und können aus diesem Grund beispielsweise als Trägerfrequenzsperren, Kurzschlussdrosselspulen zur Strombegrenzung oder als Stromanstiegs- und Glät- tungsdrosselspulen eingesetzt werden. In Wechselstromnetzen können Drosselspulen zum Limitieren der Oberschwingungen oder des Kurzschlussstroms eingesetzt werden. Während Umsteller nur unter spannungslosem Zustand geschaltet werden dürfen, dienen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Anzapfungen eines Stufentransformators unter Last und somit zur Spannungsregelung. Ein derartiger Laststufenschalter ist beispielsweise aus der WO 99/60588 bekannt.
In bestimmten Anwendungsfällen kann die Drosselspule als Luft-Drosselspule ausgeführt werden. Dabei wird die Luft-Drosselspule als sogenannter Shunt Reaktor oder als Seriendrosselspule verwendet. Üblicherweise wird die Luft-Drosselspule dabei außerhalb des Laststufenschalters oder Umstellers angeordnet. Damit lässt sich eine einfache Bauweise realisieren. Darüber hinaus ergibt sich aus dieser Anordnung ein geringer Einfluss des magnetischen Feldes der Luft-Drosselspule auf den Laststufenschalter. Im Übrigen bietet diese Anordnung den Vorteil einer leichten Bearbeitbarkeit der beiden Elemente.
Nachteilig an der bekannten Anordnung der Luft-Drosselspule außerhalb des Laststufenschalters ist allerdings, dass hierbei relativ viel Platzbedarf erforderlich ist. Außerdem werden lange Ableitungen benötigt, die gewartet werden müssen und die Anordnung zusätzlich verteuern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Anordnung einer Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, bereitzustellen, die auch bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung vorzuschlagen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Um- Schalters, insbesondere eines Umsteliers oder eines Laststufenumschalters, wobei die Luft-Drosselspule Wicklungen aufweist und der Umschalter im Innenraum der Luft- Drosselspule angeordnet ist.
Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines
Umstellers oder eines Laststufenumschalters gelöst, wobei die Luft-Drosselspule aus einer ersten Halbkreisschale und eine zweite Halbkreisschale zusammengefügt wird und der Umschalter vor dem zusammenfügen der Halbkreisschalen innerhalb der ersten Halbkreisschale angeordnet wird, so dass der Umschalter nach dem Zusammenfügen im Innenraum der Luft-Drosselspule, bevorzugt zentriert, liegt. Auf der ersten Halbkreisschale oder zweite Halbkreisschale sind Anschlüsse für die Zuleitungen vorhanden.
Diese erfindungsgemäße Anordnung sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung zeichnet sich durch den Vorteil aus, dass die damit entstehende kompakte Bauweise eine platz- sparende Anordnung ermöglicht, wie z.B. auf einer Offshore Plattform. Darüber hinaus kann mit der vorgeschlagenen Anordnung eine höhere mechanische Stabilität erreicht werden, wie dies z.B. im Falle eines Kurzschlusses erforderlich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Luft-Drosselspule ein Iso- lierrohr auf, das an seiner, dem Innenraum der Luft-Drosselspule zugewandten Seite eine ferromagnetische Beschichtung aufweist.
Bevorzugt wird die Luft-Drosselspule aus einer ersten und einer zweiten Halbkreisschale aufgebaut werden, wobei die zusammengefügten Halbkreisschalten als Rahmen für die Wicklungen der Luft-Drosselspule dienen.
Im Hinblick auf die Herstellung der Anordnung der Luft-Drosselspule und des Umschalters ergibt sich mit der Ausgestaltung der Luft-Drosselspuie aus zusammengefügten Halbkreisschalen eine einfache Möglichkeit, den Umschalter im Inneren der Luft- Drosselspule anzuordnen. Denn dabei lässt sich der Umschalter in den Innenraum der ersten Halbkreisschale einbringen, bevor diese mit der zweiten Halbkreisschale zur vollständigen Luft-Drosselspule verbunden und dann mit Wicklungen versehen wird. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie der zugehörigen Beschreibungsteiie.
Es zeigen im Einzelnen: Fig. 1 : Eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Laststufenumschalters nach dem Stand der Technik.
Fig. 2. Schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters.
Fig. 3: Schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung im Querschnitt, der kreis- förmig ist.
Fig . 1 zeigt die Anordnung einer Luft-Drosselspule 10 und eines Laststufenumschalters 1 2, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dabei ist der Laststufenumschalter 12 außerhalb der Luft-Drosselspule 10 angeordnet. Dies ermöglicht zwar grundsätzlich eine einfache Bauweise, was wiederum eine einfache Bearbeitbarkeit mit sich bringt. Außerdem bedingt die bekannte Anordnung einen nur geringen Einfluss des magnetischen Kreises der Drosselspule auf den Urnschalter. Dennoch müssen bei der bekannten Anordnung relativ lange Ableitungen 14 vorgesehen werden. Auch der Platzbedarf der Anordnung insgesamt ist erheblich.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung der Luft-Drosselspule 10 und des Umschalters 12 schematisch dargestellt, wobei der Umschalter 12 als Umsteller oder Last- stufenumschalter ausgeführt ist. Der Umschalter 12 ist im Innenraum 30 der Luft- Drosselspule 10 angeordnet. Am Umschaltern sind Anzapfungen 26 vorgesehen, die geschaltet werden können, so dass eine Änderung der Windungszahl damit eine Regelung der Induktivität der Drosselspule möglich wird. Die Luft-Drosselspule 10 weist ein Isolierrohr 24 auf, das bevorzugt aus zwei Halbkreisschalen 16. 18 (Fig. 3) gebildet wird. Zur magnetischen Abschirmung ist an dem Isolierrohr 24 an seiner, dem I nnenraum 30 zugewandten Seite, eine ferromagnetische Schicht 22 vorgesehen. Diese wird bevorzugt als ferromagnetischen Beschichtung ausgeführt. Das Isolierrohr 24 dient dabei gleichzeitig als Rahmen für die Wicklungen 20 der Luft-Drosselspule 10.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Anordnung schematisch im Querschnitt dargestellt, Die Luft-Drosselspule 10 weist eine erste Halbkreisschale 16 und eine zweite Halbkreisschale 18 auf. Die Halbkreisschalen bilden zusammen ein Isolierrohr 24 mit der ferromagnetischen Schicht 22 (Fig. 2). Die erste Halbkreisschale 16 und eine zweite Halbkreisschale 18 dienen als Rahmen für die Wicklungen 20 der Luft-Drosselspule 10, die nach dem Zusammenfügen der ersten und zweiten Halbkreisschale 16. 18 gewickelt wer- den können.
Zur Herstellung der Anordnung wird zunächst der Umschalter 12 im Innenraum der ersten Halbkreisschalen 16 angeordnet. Anschließend wird die zweite Halbkreisschale 18 mit der ersten Halbkreisschale 16 so zusammengefügt, dass der Umschalter 12 im Innenraum 30 der Luft-Drosselspule 10 angeordnet ist. Bevorzugt wird dabei der Umschalter 12 so positioniert, dass er nach dem Zusammenfügen der ersten und der zweiten Halbschalte 16, 18 zentriert im Innenraum 30 angeordnet ist. Die erste und zweite Halbkreisschale 16, 18 bilden einen Rahmen für die Wicklungen 20 der Luft-Drosselspule 10, die nach dem Einbringen des Umschalters und dem Zusammenfügen der Halbkreisschalen 16, 18 ge- wickelt werden. Auf der dem Innenraum 30 zugewandten Seite kann bei der Herstellung der Halbkreisschalen 16. 18 also vor dem Zusammenfügen der ersten und zweiten Halbkreisschale 16, 18 eine ferromagnetische Schicht 22, insbesondere eine ferromagneti- sche Beschichtung aufgebracht werden. Damit kann eine kompakte Bauweise gleichzeitig mit einer ausreichenden Reduzierung des Einflusses des Magnetischen Kreises der Luft-Drosselspule 10 auf den Umschalter 12 erreicht werden. Bezugszeichenliste:
10 Luft-Drosselspule
12 Umschalter
14 Ableitung
16 erste Halbkreisschale
18 zweite Halbkreisschale
20 Wicklungen
22 magnetischen Schicht
24 Isolierrohr
25 Anschlüsse
26 Anzapfungen
28 Rahmen für Wicklung
30 Innenraum

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung einer Luft-Drosselspule (10) und eines Umschalters (12), insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, wobei die Luft-Drosselspule (10) Wicklungen (20) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter
(12) im Innenraum (30) der Luft-Drosselspule (10) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Luft- Drosselspule (10) ein Isolierrohr (24) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierrohr (24) das an seiner, dem Innenraum (30) zugewandten Seite eine ferromagnetische Schicht (22) aufweist.
4. Anordnung einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass die Luft- Drosselspule (10) eine erste Halbkreisschale (16) und eine zweite Halbkreisschale (18) aufweist, wobei auf der ersten Halbkreisschale (16) oder zweite Halbkreisschale (18) Anschlüsse (25) für die Zuleitungen vorhanden sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbkreis- Schale (16) und eine zweite Halbkreisschale (18) als Rahmen für die Wicklungen (20) der Luft-Drosselspule (10) dienen.
6. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung einer Luft-Drosselspule ( 0) und eines Umschalters (12), insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Drosselspule (10) aus einer ersten Halbkreisschale (16) und einer zweiten Halbkreisschale (18) zusammengefügt wird und der Umschalter (12) vor dem zusammenfügen der Halbkreisschalen (16, 18) innerhalb der ersten Halbkreisschale (16) angeordnet wird, so dass der Umschalter (12) nach dem Zusammenfügen im Innenraum (30) der Luft-Drosselspule 10, bevorzugt zentriert, liegt. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbkreisschale (16) und die zweite Halbkreisschale (18) einen Rahmen bilden und die Wicklungen (20) der Luft-Drosselspule (10) durch Umwickeln der ersten Halbkreisschale (16) und der zweiten Halbkreisschale (18) nach dem Zusammenfügen hergestellt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbkreisschale (16) und die zweite Halbkreisschale (18) nach dem Zusammenfügen ein Isolierrohr (24) bilden.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zusammenfügen der ersten und zweiten Halbkreisschalen (16, 18) auf ihren, dem Innenraum (30) zugewandten Seiten eine ferromagnetische Schicht (22) aufgebracht wird.
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