WO2022148583A1 - Schaltmodul und laststufenschalter mit schaltmodul - Google Patents

Schaltmodul und laststufenschalter mit schaltmodul Download PDF

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WO2022148583A1
WO2022148583A1 PCT/EP2021/084479 EP2021084479W WO2022148583A1 WO 2022148583 A1 WO2022148583 A1 WO 2022148583A1 EP 2021084479 W EP2021084479 W EP 2021084479W WO 2022148583 A1 WO2022148583 A1 WO 2022148583A1
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WO
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switching module
cassette
plate
switching
diverter switch
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PCT/EP2021/084479
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English (en)
French (fr)
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Toni Hottner
Robert Hiltner
Sebastian Rehkopf
Max Weidinger
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Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • 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
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/08—Arrangements to facilitate replacement of a switch, e.g. cartridge housing

Definitions

  • the invention relates to a switching module for an on-load tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a tapped transformer and an on-load tap changer with such a switching module.
  • On-load tap changers enable the transformation ratio of transformers to be changed under load and are well known from the prior art. They usually have a diverter switch and a selector.
  • the diverter switch is equipped with switching means, for example vacuum switching tubes, and transition resistors, which are arranged in a cylindrical vessel filled with oil.
  • the voter is usually located below the Lastumschal tervascular and builds up from a variety of rods arranged in a circle. Contacts are arranged in different levels on these rods, which serve as connections for a control winding. Inside the selector, two selector arms are attached to a switching column. These make contact with the contacts on the rods. Diverter switch and selector are connected to each other via a gear.
  • the motor-drive unit is located on the outside of the step-up transformer and is connected to the on-load tap-changer via a linkage.
  • the so-called load selector which differs in design from the on-load tap changers described in the previous paragraph but is also known, the select and switch functions are combined in one switch. This means that the selector and diverter switch are not spatially separated from each other, but are arranged in a common oil tank.
  • the diverter switch or the load selector can be removed from the oil compartment for repair or maintenance work to be carried out. This he follows from above via a cover of the transformer housing.
  • a switching module for an on-load tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a tapped transformer is specified.
  • the switching module includes a selector unit for power-free pre-selection to a selected winding tap, a diverter switch unit for the actual diverter switch from the previous winding tap to the preselected winding tap and a plate on which the selector unit and the diverter switch unit are arranged.
  • the diverter switch unit is arranged on a separate cassette which is detachably connected to the plate.
  • the on-load tap-changer's diverter switch unit is an assembly that determines the switching capacity, i.e. the limited number of possible on-load tap-changer switching operations to be carried out, and is therefore particularly relevant to service. By arranging the switching means of the diverter switch on a separate, detachable unit, this can be easily replaced together with the switching means without having to carry out conversion or expansion measures on the tap changer.
  • the plate and the cassette can be designed in any way, example, as a plate-shaped injection molded part.
  • the plate and the cassette can be made of plastic, for example thermoplastic or glass-reinforced plastic, or any other electrically insulating material.
  • the diverter switch unit comprises at least one vacuum interrupter and/or at least one electronic power switching element and/or at least one mechanical switching element, which can be configured as a bridge switch, for example.
  • the power electronic switching means can be designed as IGBTs and/or thyristors, for example.
  • the cassette has a first side and a second side opposite to the first side.
  • the at least one vacuum interrupter and/or the at least one electronic switching element are arranged on the first side.
  • the at least one mechanical switching element is arranged on the second side.
  • the plate has a recess with an open side, which comprises guide means on at least two inner walls, via which at least two side walls of the cassette can be inserted into the recess, such that the cassette is secured in the inserted state and flush with the plate.
  • the guiding means can be designed in any way, for example as a groove in connection with a guide rail and/or rollers.
  • a handle is preferably provided on the cassette for inserting and removing the cassette.
  • the cassette can be fixed in the recess of the plate with suitable means. For example, this can be done with a bolt that can be pushed both through the cassette and through the plate and/or with a different locking mechanism.
  • the switching module has at least one electrical interface via which a first line, which is assigned to the cassette, and a second line, which is assigned to the plate, can be connected to one another. Assigned here specifically means remaining on the plate or on the cassette when the cassette is pulled out.
  • the electrical interface can be designed in any way.
  • the electrical interface is designed as a screw connection.
  • the electrical interface is designed as a contact system that includes a contact bridge, a first plug contact that is assigned to the cassette, and a second plug contact that is assigned to the plate.
  • the first plug contact is detachably connected to the contact bridge.
  • the first plug-in contact can be inserted and/or pushed into the contact bridge and the contact bridge is arranged on the plate.
  • the contact bridge can be designed in any way.
  • the contact bridge can consist of two fixed contacts, which are spaced apart and arranged opposite one another, such that the plug-in contacts can be inserted and/or pushed in between the fixed contacts.
  • the fixed contacts can be held in position by means of a guide pin, for example, and pressed together by means of spring force and against the plug-in contacts used, such that the fixed contacts are electrically bridged and electrically connected to one another.
  • an on-load tap changer for uninterrupted switching between winding taps of a stepped transformer is specified.
  • the on-load tap changer includes at least one switching module that is designed according to the first aspect of the improved concept.
  • the on-load tap changer has a second and third switching module for a second and third phase of the tapped transformer that is to be regulated, which switching module is designed according to the first aspect of the improved concept.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an on-load tap changer in a schematic representation
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a switching module in a perspective representation according to the improved concept
  • FIG. 3 shows a detailed view of an exemplary embodiment of the switching module according to the improved concept
  • FIG. 4 shows a detailed view of an exemplary embodiment of the cassette of the switching module in a perspective representation according to the improved concept
  • FIG. 5 shows a further detailed view of the cassette from FIG. 4 according to the improved concept
  • FIG. 6 shows a detailed view of a further exemplary embodiment of the cassette of the switching module in a perspective representation according to the improved concept
  • FIG. 7 shows a further detailed view of the cassette from FIG. 6 according to the improved concept
  • FIG. 8 shows a further detailed view of the switching module according to the embodiment from FIGS. 6 and 7 according to the improved concept
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of an on-load tap changer with a switching module in a perspective representation according to the improved concept.
  • an exemplary embodiment of an on-load tap changer 20 for a tapped transformer 1 is shown schematically.
  • the tapped transformer 1 has a main winding 2 and a control winding 3 with different winding taps Ni, Nj, N N which are switched on and off by the on-load tap changer 20 .
  • the on-load tap changer 20 includes a selector 30, which can contact the different winding taps Ni, ..., Nj, ..., N N of the control winding 3 by means of two movable selector contacts, and a diverter switch 40, which is the actual diverter switch the currently connected to the new, preselected winding tap performs. In the position of the diverter switch 40 shown in FIG.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a switching module in a perspective representation according to the improved concept.
  • the switching module 10 includes a plate 50 made of a plastic, for example glass fiber reinforced plastic, or another electrically insulating material.
  • the plate 50 is either designed as a milled part or made by injection molding.
  • a selector unit 30 and a diverter switch unit 40 are arranged on the plate 50 .
  • Powerless fixed contacts 31 are preselected via the selector unit 30, which in turn are electrically connected to the tapped windings of the tapped transformer (not shown).
  • the load switch unit 40 is located on a separate cassette 60 which is inserted into a recess 51 of the plate 50 and is flush with the plate 50.
  • a drive unit 25 is arranged on the plate 50, essentially between the selector unit 30 and the diverter switch unit 40.
  • the drive unit 25 is rotatably connected to a drive shaft (not shown).
  • the drive shaft and thus also the drive unit 25 are driven by a motor drive (not shown).
  • FIGS. 4 and 5 each show a detailed view of an exemplary embodiment of the cassette of the switching module in a perspective representation according to the improved concept.
  • FIG. 4 shows the first side 61 of the cassette 60, on which a vacuum interrupter 41 is arranged
  • FIG. 5 shows the opposite second side 62 of the cassette 60, which carries a mechanical switching element 42 which is designed as a bridge switch that can be actuated linearly.
  • the cartridge 60 further includes a plurality of leads 11 extending partially through the cassette 60 from the first side 61 to the second side 62, and an interface 13 for electrical connection to each second lead (not shown) associated with the panel 50.
  • the electrical interfaces 13 are designed as screw connections. The screw connections are provided in close proximity to the cassette 60 to provide easy access to the electrical connections for service.
  • the cassette 60 also consists of a plastic, for example glass fiber reinforced plastic, or another electrically insulating material and is designed, for example, as a milled part or is produced by means of an injection molding process.
  • a guide rail 65 is provided on the side walls 63 of the cassette 60, which works with the groove 53 on the inner walls 52 of the recess 51 of the plate 50 (cf. FIG. 3).
  • FIGS. 6 and 7 each show a detailed view of a further exemplary embodiment of the cassette of the switching module in a perspective representation according to the improved concept. This embodiment is similar to the variant in FIGS. 4 and 5, which is why only the differences are discussed below.
  • the electrical interfaces 13 are designed as a contact system.
  • the lines 11 each have a plug contact 15 at one end.
  • This can be inserted into a contact bridge 14, which is shown in more detail in FIG.
  • a contact bridge 14 consists of two fixed contacts 17 which are spaced apart and arranged opposite one another.
  • the fixed contacts 17 are held in position with a guide pin 18.
  • the first plug contact 15, which is assigned to the first line 11 on the cassette 60, and a second plug contact 16, which is assigned to a second line 12 on the plate 50, are supplied inserted in the inserted state of the cassette 60 between the fixed contacts 17 of the contact bridge 14.
  • About springs 19, which are arranged between a stop 80 of the guide pin 18 and a fixed contact 17, the fixed contacts 17 are pressed against the plug contacts 15 and 16, so that the fixed contacts 17 are electrically bridged and connected to each other.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of an on-load tap changer, which has a switching module according to the improved concept, in a perspective view.
  • the on-load tap changer 20 is three-phase and has a total of three switching modules 10, each comprising a plate 50 and a cassette 60, each are designed according to the embodiments shown in Figures 2 to 8.
  • the plates 50 are arranged in a longitudinal direction L of the on-load tap changer 20 along a drive shaft 22 one above the other and spaced apart from one another and are held in this position by means of a support structure 23 .
  • the drive shaft 22 also extends along the longitudinal direction L of the on-load tap changer 20 and, by means of a motor drive 24, drives all three phases of the on-load tap changer 20 equally.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

Schaltmodul (10) für einen Laststufenschalter (20) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen (N1, …NJ, …, NN) eines Stufentransformators (1), umfassend: eine Wählereinheit (30) zur leistungslosen Vorwahl auf eine ausgewählte Wicklungsanzapfung (NJ); eine Lastumschaltereinheit (40) zur eigentlichen Lastumschaltung von der bisherigen Wicklungsanzapfung (NJ-1) auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung (NJ); eine Platte (50), an der die Wählereinheit (30) und die Lastumschaltereinheit (40) angeordnet sind; wobei die Lastumschaltereinheit (40) auf einer separaten Kassette (60) angeordnet ist, die lösbar mit der Platte (50) verbunden ist.

Description

SCHALTMODUL UND LASTSTUFENSCHALTER MIT SCHALTMODUL
Die Erfindung betrifft ein Schaltmodul für einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators und einen Last stufenschalter mit einem solchen Schaltmodul.
Laststufenschalter ermöglichen die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses von Transformatoren unter Last und sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie weisen in der Regel einen Lastumschalter und einen Wähler auf. Der Lastumschalter ist zum unterbrechungslosen Umschalten mit Schaltmitteln, beispielsweise Vakuumschaltröh ren, und Überschaltwiderständen ausgestattet, welche in einem zylinderförmigen, mit Öl gefüllten Gefäß angeordnet sind. Der Wähler ist üblicherweise unterhalb des Lastumschal tergefäßes angeordnet und aus einer Vielzahl von im Kreis angeordneten Stäben aufge baut. An diesen Stäben sind in unterschiedlichen Ebenen Kontakte angeordnet, die als An schlüsse für eine Regelwicklung dienen. Innerhalb des Wählers sind zwei Wählerarme an einer Schaltsäule befestigt. Diese kontaktieren die Kontakte an den Stäben. Lastumschalter und Wähler sind über ein Getriebe miteinander verbunden. Der Motorantrieb ist außen am Stufentransformator angeordnet und über ein Gestänge mit dem Laststufenschalter ver bunden.
Bei einer weiteren, sich konstruktiv von den im vorigen Absatz beschriebenen Laststufen schaltern unterscheidenden, jedoch ebenso bekannten Bauweise von Laststufenschaltern, dem sogenannten Lastwähler, sind die Funktionen Wählen und Schalten in einem Schalter vereint. Das bedeutet, dass Wähler und Lastumschalter nicht räumlich getrennt voneinan der, sondern in einem gemeinsamen Ölgefäß angeordnet sind.
Für beide Bauweisen gilt, dass bei anstehenden Reparatur- oder Wartungsarbeiten der Lastumschalter bzw. der Lastwähler aus dem Ölgefäß entnommen werden kann. Dies er folgt von oben über einen Deckel des Transformatorgehäuses.
Mittlerweile gibt es neben den beiden beschriebenen Bauweisen auch neuartige Bauformen von Stufenschaltern, die einen grundlegend anderen Aufbau ohne Ölgefäß aufweisen und somit eine neue Fierangehensweise bei der Wartung oder Reparatur erfordern.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Konzept für Reparatur- und War tungsarbeiten an Laststufenschaltern und/oder Baugruppen von Laststufenschaltern ohne Ölgefäß anzugeben, welches einen schnellen und einfachen Austausch von servicerele vanten oder reparaturbedürftigen Baugruppen des Laststufenschalters ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Schaltmodul für einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfun gen eines Stufentransformators angegeben.
Das Schaltmodul umfasst eine Wählereinheit zur leistungslosen Vorwahl auf eine ausge wählte Wicklungsanzapfung, eine Lastumschaltereinheit zur eigentlichen Lastumschaltung von der bisherigen Wicklungsanzapfung auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung und eine Platte, an der die Wählereinheit und die Lastumschaltereinheit angeordnet sind.
Dabei ist die Lastumschaltereinheit auf einer separaten Kassette angeordnet, die lösbar mit der Platte verbunden ist.
Die Lastumschaltereinheit des Stufenschalters ist eine Baugruppe, welche die Schaltleis tung, also die begrenzte Anzahl möglicher, durchzuführender Umschaltvorgänge des Lasts- ufenschalters bestimmt und ist somit besonders servicerelevant. Durch die Anordnung der Schaltmittel des Lastumschalters auf einer separaten, lösbaren Einheit, kann diese samt den Schaltmitteln einfach ausgetauscht werden, ohne dabei Um- oder Ausbaumaßnahmen am Stufenschalter vornehmen zu müssen.
Die Platte und die Kassette können auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispiels weise als plattenförmiges Spritzgussteil. Die Platte und die Kassette können aus Kunststoff, beispielsweise thermoplastischem oder glasfaserverstärktem Kunststoff, oder einem weite ren beliebigen elektrisch isolierenden Material bestehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lastumschaltereinheit wenigstens eine Vakuumschaltröhre und/oder wenigstens ein leistungselektronisches Schaltelement und/oder wenigstens ein mechanisches Schaltelement, das beispielsweise als Brücken schalter ausgebildet sein kann. Die leistungselektronischen Schaltmittel können beispiels weise als IGBT’s und/oder Thyristoren ausgebildet sein.
Der Brückenschalter kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Drehschalter, Schiebeschalter oder Kippschalter. Der Brückenschalter kann durch eine li neare oder rotatorische Bewegung betätigt werden. Die Wählereinheit kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und beispielsweise einen oder mehrere bewegliche Wählerkontakte aufweisen. Ein beweglicher Wählerkontakt kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Kontaktfinger, der radial bewegt wird. Die Betätigung der beweglichen Wählerkontakte kann ebenfalls auf be liebige Art und Weise erfolgen, beispielsweise über ein Malteserrad oder ein Zahnrad. Wei terhin weist der Wähler mehrere Festkontakte auf, die mit den Wicklungsanzapfungen des Stufentransformators verbindbar sind. Diese können auf beliebige Art und Weise auf der Platte angeordnet sein, derart, dass sie von dem beweglichen Wählerkontakt oder den mehreren beweglichen Wählerkontakten kontaktierbar sind. Beispielsweise sind die Fest kontakte radial auf der Platte angeordnet.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform weist die Kassette eine erste Seite und eine zweite Seite auf, die der ersten Seite gegenüberliegt. Die wenigstens eine Vakuumschaltröhre und/oder das wenigstens eine elektronische Schaltelement sind auf der ersten Seite ange ordnet. Das wenigstens eine mechanische Schaltelement ist auf der zweiten Seite ange ordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Platte eine Aussparung mit einer offenen Seite auf, die an wenigstens zwei Innenwänden Mittel zur Führung umfasst, über die we nigstens zwei Seitenwände der Kassette in die Aussparung einschiebbar sind, derart, dass die Kassette im eingeschobenen Zustand gesichert ist und bündig mit der Platte abschließt.
Die Mittel zur Führung können auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Nut in Verbindung mit einer Führungsschiene und/oder Rollen.
Zum Einschieben und Fierausziehen der Kassette ist bevorzugt ein Griff an der Kassette vorgesehen.
Die Kassette kann mit geeigneten Mitteln in der Aussparung der Platte fixiert werden. Bei spielsweise kann dies mit einem Bolzen, der sowohl durch die Kassette als auch durch die Platte geschoben werden kann, erfolgen und/oder mit einem anderen Verriegelungsmecha nismus.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Schaltmodul wenigstens eine elektrische Schnittstelle auf, über die eine erste Leitung, die der Kassette zurgeordnet ist, und eine zweite Leitung, die der Platte zugeordnet ist, miteinander verbindbar sind. Zugeordnet be deutet hier konkret, im herausgezogenen Zustand der Kassette an der Platte oder an der Kassette verbleibend. Die elektrische Schnittstelle kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die elektrische Schnittstelle als Schraubverbindung aus gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die elektrische Schnittstelle als Kontaktsystem ausgebildet, das eine Kontaktbrücke, einen ersten Steckkontakt, der der Kassette zugeord net ist, und einen zweiten Steckkontakt, der der Platte zugeordnet ist, umfasst. Der erste Steckkontakt ist lösbar mit der Kontaktbrücke verbunden. Insbesondere ist der erste Steck kontakt in die Kontaktbrücke einsteckbar und/oder einschiebbar und die Kontaktbrücke auf der Platte angeordnet.
Die Kontaktbrücke kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Kontaktbrücke aus zwei Festkontakten bestehen, die beabstandet voneinander und ei nander gegenüberliegend angeordnet sind, derart, dass die Steckkontakte zwischen den Festkontakten einsteckbar und/oder einschiebbar sind. Die Festkontakte können beispiels weise über einen Führungsstift in Position gehalten werden, und mittels Federkraft zuei nander und gegen die eingesetzten Steckkontakte gedrückt werden, derart dass die Fest kontakte elektrisch überbrückt und miteinander elektrisch verbunden werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt des verbesserten Konzepts wird ein Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransfor mators angegeben. Der Laststufenschalter umfasst wenigstens ein Schaltmodul, das ge mäß dem ersten Aspekt des verbesserten Konzepts ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Laststufenschalter für eine zweite und dritte zu regelnde Phase des Stufentransformators ein zweites und drittes Schaltmodul auf, das gemäß dem ersten Aspekt des verbesserten Konzepts ausgebildet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezug auf die Zeichnungen im Detail erklärt. Komponenten, die identisch oder funktionell identisch sind oder einen identischen Effekt haben, können mit identischen Bezugszeichen versehen sein. Identische Komponenten oder Komponenten mit identischer Funktion sind unter Um ständen nur bezüglich der Figur erklärt, in der sie zuerst erscheinen. Die Erklärung wird nicht notwendigerweise in den darauffolgenden Figuren wiederholt. Die Figuren stellen le diglich Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, ohne jedoch die Erfindung auf die darge stellten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Es zeigen
Figur 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Laststufenschalters in einer schematischen Darstellung;
Figur 2 eine beispielhaften Ausführungsform eines Schaltmoduls in einer per spektivischen Darstellung gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 3 eine Detailansicht einer beispielhaften Ausführungform des Schaltmoduls gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 4 eine Detailansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Kassette des Schaltmoduls in einer perspektivischen Darstellung gemäß dem verbes serten Konzept;
Figur 5 eine weitere Detailansicht der Kassette aus Figur 4 gemäß dem verbes serten Konzept;
Figur 6 eine Detailansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Kassette des Schaltmoduls in einer perspektivischen Darstellung gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 7 eine weitere Detailansicht der Kassette aus Figur 6 gemäß dem verbes serten Konzept;
Figur 8 eine weitere Detailansicht des Schaltmoduls gemäß der Ausführungsform aus Figur 6 und 7 gemäß dem verbesserten Konzept;
Figur 9 eine beispielhafte Ausführungsform eines Laststufenschalters mit einem Schaltmodul in einer perspektivischen Darstellung gemäß dem verbesser ten Konzept.
In Figur 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Laststufenschalters 20 für einen Stufentransformator 1 schematisch dargestellt. Der Stufentransformator 1 weist eine Stammwicklung 2 und eine Regelwicklung 3 mit unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen Ni, Nj, NN auf, die durch den Laststufenschalter 20 zu- bzw. abgeschaltet werden. Dafür umfasst der Laststufenschalter 20 einen Wähler 30, der mittels zwei beweglicher Wählerkontakte die unterschiedlichen Wicklungsanzapfungen Ni, ..., Nj, ..., NN der Regel wicklung 3 kontaktieren kann, und einen Lastumschalter 40, der die eigentliche Lastum- schaltung von der aktuell beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung durchführt. In der in Figur 1 dargestellten Position des Lastumschalters 40 fließt der Last strom von der aktuell beschalteten Wicklungsanzapfung N +i über den jeweiligen Wähler kontakt und den Lastumschalter 40 zu einer Lastableitung 21 .
Figur 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Schaltmoduls in einer perspektivi schen Darstellung gemäß dem verbesserten Konzept. Das Schaltmodul 10 umfasst eine Platte 50, die aus einem Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, oder einem anderen elektrisch isolierenden Material besteht. Die Platte 50 ist entweder als Fräs teil ausgebildet oder mittels Spritzgussverfahren hergestellt. An der Platte 50 sind eine Wählereinheit 30 und eine Lastumschaltereinheit 40 angeordnet. Über die Wählereinheit 30 werden leistungslos Festkontakte 31 vorgewählt, die wiederum mit den Wicklungsan zapfungen des Stufentransformators (nicht dargestellt) elektrisch verbunden sind. Die Las tumschaltereinheit 40 befindet sich auf einer separaten Kassette 60, die in eine Aussparung 51 der Platte 50 eingeschoben ist und bündig mit der Platte 50 abschließt.
Weiterhin ist eine Antriebseinheit 25 auf der Platte 50, im Wesentlichen zwischen der Wäh lereinheit 30 und der Lastumschaltereinheit 40, angeordnet. Die Antriebseinheit 25 ist dreh test mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) verbunden. Angetrieben wird die Antriebs welle und somit auch die Antriebseinheit 25 von einem Motorantrieb (nicht dargestellt).
In Figur 3 ist eine Detailansicht einer beispielhaften Ausführungform des Schaltmoduls ge mäß dem verbesserten Konzept gezeigt. Hier befindet sich die Kassette 60 im herausge zogenen Zustand. Mittels eines Griffes 64 ist die Kassette 60 in die Aussparung 51 der Platte 50 einschieb- und herausziehbar. Hierfür weist die Platte 50 an den Innenwänden 52 der Aussparung 51 Mittel zur Führung 53 auf, die hier als Nut ausgebildet sind. Auf diese Weise können die servicerelevanten Schaltmittel der Lastumschaltereinheit 40 über die Kassette 60 einfach von der Platte 50 entfernt, ausgetauscht oder repariert und wieder ein gesetzt werden.
Figuren 4 und 5 zeigen jeweils eine Detailansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Kassette des Schaltmoduls in einer perspektivischen Darstellung gemäß dem verbes serten Konzept.
In beiden Figuren ist die Kassette 60, an welcher die Schaltmittel der Lastumschaltereinheit 40 angebracht sind, im Detail abgebildet. Figur 4 zeigt die erste Seite 61 der Kassette 60, an welcher eine Vakuumschaltröhre 41 angeordnet ist und Figur 5 die gegenüberliegende zweite Seite 62 der Kassette 60, die ein mechanisches Schaltelement 42 trägt, welches als linear betätigbarer Brückenschalter ausgebildet ist. Die Kassette 60 umfasst weiterhin mehrere Leitungen 11 , die sich teilweise durch die Kassette 60 hindurch von der ersten Seite 61 auf die zweite Seite 62 erstrecken, und eine Schnittstelle 13 zur elektrischen Ver bindung mit jeweils einer zweiten Leitung (nicht dargestellt), die der Platte 50 zugordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform sind die elektrischen Schnittstellen 13 als Schraubverbin dungen ausgebildet. Die Schraubverbindungen sind in unmittelbarer Nähe der Kassette 60 vorgesehen, um für den Service einen guten Zugang zu den elektrischen Verbindungen zu gewährleisten.
Auch die Kassette 60 besteht aus einem Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff, oder einem anderen elektrisch isolierenden Material und ist beispielsweise als Frästeil ausgebildet oder mittels Spritzgussverfahren hergestellt. An den Seitenwänden 63 der Kassette 60 ist eine Führungsschiene 65 vorgesehen, die mit der Nut 53 an den Innen wänden 52 der Aussparung 51 der Platte 50 zusammenwirkt (vgl. Figur 3).
Figuren 6 und 7 zeigen jeweils eine Detailansicht einer weiteren beispielhaften Ausfüh rungsform der Kassette des Schaltmoduls in einer perspektivischen Darstellung gemäß dem verbesserten Konzept. Diese Ausführungsform ähnelt der Variante der Figuren 4 und 5, weshalb im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingangen wird.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die elektrischen Schnittstellen 13 als Kontaktsystem ausgebildet ist. Anstatt dem Anschluss für eine Schraubverbindung weisen daher die Lei tungen 11 an einem Ende jeweils einen Steckkontakt 15 auf. Dieser ist in eine Kontaktbrü cke 14 einsteckbar, welche in Figur 8 näher dargestellt ist. Eine Kontaktbrücke 14 besteht aus zwei Festkontakten 17, die beabstandet voneinander und einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Festkontakte 17 werden mit einem Führungsstift 18 in Position gehal ten. Der erste Steckkontakt 15, der der ersten Leitung 11 auf der Kassette 60 zugeordnet ist, und ein zweiter Steckkontakt 16, der einer zweiten Leitung 12 auf der Platte 50 zuge ordnet ist, sind im eingeschobenen Zustand der Kassette 60 zwischen den Festkontakten 17 der Kontaktbrücke 14 eingesteckt. Über Federn 19, die zwischen einem Anschlag 80 des Führungsstiftes 18 und jeweils einem Festkontakt 17 angeordnet sind, werden die Fest kontakte 17 gegen die Steckkontakte 15 und 16 gedrückt, sodass die Festkontakte 17 elektrisch überbrückt und miteinander verbunden werden.
Figur 9 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Laststufenschalters, der ein Schalt modul gemäß dem verbesserten Konzept aufweist, in einer perspektivischen Darstellung.
In Figur 9 ist der Laststufenschalter 20 dreiphasig ausgebildet und weist insgesamt drei Schaltmodule 10 auf, umfassend jeweils eine Platte 50 und eine Kassette 60, die jeweils entsprechend der in den Figuren 2 bis 8 gezeigten Ausführungsformen ausgebildet sind. Die Platten 50 sind in einer Längsrichtung L des Laststufenschalters 20 entlang einer An triebswelle 22 übereinander und voneinander beabstandet angeordnet und werden mittels eines Traggerüsts 23 in dieser Position gehalten. Die Antriebswelle 22 erstreckt sich eben- falls entlang der Längsrichtung L des Laststufenschalters 20 und treibt mittels eines Motor antriebs 24 alle drei Phasen des Laststufenschalters 20 gleichermaßen an.
Es wird angenommen, dass die vorliegende Offenbarung und viele ihrer begleitenden Vor teile durch die vorstehende Beschreibung verstanden werden. Ferner ist es offensichtlich, dass verschiedene Änderungen an der Form, Konstruktion und Anordnung der Komponen- ten vorgenommen werden können, ohne vom offenbarten Gegenstand abzuweichen oder ohne auf alle materiellen Vorteile zu verzichten. Die beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich erläuternd und solche Änderungen werden durch die nachstehenden Ansprü che mit umfasst. Weiterhin versteht es sich, dass die Erfindung durch die nachstehenden Ansprüche definiert ist.
BEZUGSZEICHEN
1 Stufentransformator
2 Stammwicklung
3 Regelwicklung
10 Schaltmodul
11 erste Leitung
12 zweite Leitung
13 elektrische Schnittstelle
14 Kontaktbrücke
15 erster Steckkontakt
16 zweiter Steckkontakt
17 Festkontakt
18 Führungsstift
19 Feder
20 Laststufenschalter 21 Lastableitung 22 Antriebswelle
23 Traggerüst
24 Motorantrieb
25 Antriebseinheit
30 Wählereinheit
31 Festkontakte von 30
40 Lastumschaltereinheit
41 Vakuumschaltröhre
42 mechanisches Schaltelement 50 Platte
51 Aussparung 52 Innenwand von 51
53 Mittel zur Führung
60 Kassette
61 erste Seite von 60 62 zweite Seite von 60
63 Seitenwand von 60
64 Griff
65 Führungsschiene 80 Anschlag
Ni , Nj, NN Wicklungsanzapfungen von 3
L Längsrichtung des Laststufenschalters

Claims

ANSPRÜCHE
1. Schaltmodul (10) für einen Laststufenschalter (20) zur unterbrechungslosen Umschal tung zwischen Wicklungsanzapfungen (Ni, ...Nj, Nn) eines Stufentransformators (1), umfassend: eine Wählereinheit (30) zur leistungslosen Vorwahl auf eine ausgewählte Wick lungsanzapfung (Nj); eine Lastumschaltereinheit (40) zur eigentlichen Lastumschaltung von der bisheri gen Wicklungsanzapfung (Nj-i) auf die vorgewählte Wicklungsanzapfung (Nj);
- eine Platte (50), an der die Wählereinheit (30) und die Lastumschaltereinheit (40) angeordnet sind; wobei
- die Lastumschaltereinheit (40) auf einer separaten Kassette (60) angeordnet ist, die lösbar mit der Platte (50) verbunden ist.
2. Schaltmodul (10) nach dem vorigen Anspruch, wobei
- die Lastumschaltereinheit (40) wengistens eine Vakuumschaltröhre (41) und/oder wenigstens ein leistungselektronisches Schaltelement und/oder wenigstens ein me chanisches Schaltelement (42), insbesondere einen Brückenschalter umfasst.
3. Schaltmodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei
- die Kassette (60) eine ersten Seite (61) und eine zweite Seite (62), die der ersten Seite (61) gegenüberliegt, aufweist; die wenigstens eine Vakuumschaltröhre (41) und/oder das wenigstens eine elektro nische Schaltelement auf der ersten Seite (61) und das wenigstens eine mechani sche Schaltelement (42) auf der zweiten Seite (62) angeordnet ist.
4. Schaltmodul (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- die Platte (50) eine Aussparung (51 ) mit einer offenen Seite aufweist, die an we nigstens zwei Innenwänden (52) Mittel zur Führung (53) umfasst, über die wenigs tens zwei Seitenwände (63) der Kassette (60) in die Aussparung (51) einschiebbar sind, derart, dass die Kassette (60) im eingeschobenen Zustand gesichert ist und bündig mit der Platte (50) abschließt.
5. Schaltmodul (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei
- das Schaltmodul (10) wenigstens eine elektrische Schnittstelle (13) aufweist, über die eine erste Leitung (11), die der Kassette (60) zugeordnet ist, und eine zweite Leitung (12) , die der Platte (50) zugeordnet ist, miteinander verbindbar sind.
6. Schaltmodul nach Anspruch 5, wobei - die elektrische Schnittstelle (13) als Schraubverbindung ausgebildet ist.
7. Schaltmodul nach Anspruch 5, wobei
- die elektrische Schnittestelle (13) als Kontaktsystem ausgebildet ist, das eine Kon- taktbrücke (14), einen ersten Steckkontakt (15), der der Kassette (60) zugeordnet ist, und einen zweiten Steckkontakt (16), der der Platte (50) zugeordnet ist, um fasst, wobei der erste Steckkontakt (16) lösbar mit der Konktaktbrücke (14) verbun den ist.
8. Laststufenschalter (20) zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen Wicklungsan- zapfungen (Ni, ...Nj, ..., Nn) eines Stufentransformators (1), umfassend wenigstens ein Schaltmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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