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Patent Searching and Data


Title:
ON-LOAD TAP CHANGER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/022396
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an on-load tap changer for switching among different winding taps of a step transformer without interruption. The general inventive concept lies in eliminating the previously static design of the on-load tap changer, comprising a load transfer switch and a selector adjoining directly under the load transfer switch, and to bring about a spatial separation of the load transfer switch and selector assemblies.

Inventors:
DONHAUSER JUERGEN (DE)
MEISEL ROLAND (DE)
PIRCHER CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/003393
Publication Date:
February 23, 2012
Filing Date:
July 07, 2011
Export Citation:
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Assignee:
REINHAUSEN MASCHF SCHEUBECK (DE)
DONHAUSER JUERGEN (DE)
MEISEL ROLAND (DE)
PIRCHER CHRISTIAN (DE)
International Classes:
H01F29/02; H01F29/04; H01H9/00
Domestic Patent References:
WO2011012181A12011-02-03
Foreign References:
DE10102310C12002-06-20
DE2529381A11977-01-13
DE676208C1939-05-30
DE10315207A12004-10-21
AT236537B1964-10-26
DE102008027274B32009-08-27
EP0140209A11985-05-08
DE2548408A11977-05-05
JPS60177609A1985-09-11
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MASCHINENFABRIK REINHAUSEN GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen

Wicklungsanzapfungen einer Regelwicklung eines Stufentransformators,

aufweisend wenigstens einen Wähler zur leistungslosen Anwahl der jeweiligen Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll,

und einen Lastumschalter zur eigentlichen Umschaltung von der beschalteten auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung,

dadurch gekennzeichnet,

dass der wenigstens eine Wähler (5) und der Lastumschalter (4) räumlich getrennt voneinander angeordnet sind.

2. Laststufenschalter nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der wenigstens eine Wähler (5) im Transformatorkessel (1 ) des Stufentransformators angeordnet ist.

3. Laststufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der wenigstens eine Wähler (5) in unmittelbarer räumlicher Nähe der jeweiligen

Wicklungsanzapfungen (8) der Regelwicklung des Stufentransformators angeordnet ist.

4. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass der wenigstens eine Wähler (5) und der Lastumschalter (4) über ein gemeinsames Gestänge (3) antreibbar sind.

5. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Gestänge (3) durch die seitliche Wandung in den Transformatorkessel (1 ) geführt ist und zumindestens teilweise in diesem verläuft.

6. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der wenigstens eine Wähler (5) und der Lastumschalter (4) mit einem Linearmotor oder einem Torque-Motor betätigbar sind.

7. Laststufenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass mehrere Wähler (5) identisch ausgebildet sind.

Description:
Laststufenschalter

Die Erfindung betrifft einen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators

gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Laststufenschalter dienen bekanntermaßen zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Wicklungsanzapfungen eines Stufentransformators und damit zur Spannungsregelung. Sie bestehen üblicherweise aus einem Wähler zur leistungslosen Vorwahl derjenigen

Wicklungsanzapfung des Stufentransformators, auf die umgeschaltet werden soll, sowie einem Lastumschalter zur eigentlichen unterbrechungslosen Umschaltung von der bisherig beschalteten Wicklungsanzapfung auf die neue, vorgewählte Wicklungsanzapfung. Der Lastumschalter besitzt dazu die für eine solche unterbrechungslose, schnelle Umschaltung erforderlichen Bauteile, insbesondere einen Kraftspeicher, eine Antriebswelle, Schaltkontakte - dies können mechanische Schaltkontakte, Vakuumschaltzellen oder auch Thyristoren sein -, sowie Mittel zur Betätigung der Schaltkontakte in einer vorgegebenen Schaltsequenz bei jedem Umschaltvorgang.

Bekannte Lastumschalter weisen in der Regel zudem ein eigenes Ölgefäß, üblicherweise in Form eines geschlossenen Isolierstoffzylinders, auf, in dem sich, getrennt vom umgebenden Öl des

Transformators, alle genannten Bauteile befinden. Direkt unterhalb des Lastumschalters, allerdings im Transformatoröl, befindet sich der Wähler angeordnet, der über eine Getriebestufe mit der zentralen Antriebswelle des Lastumschalters verbunden ist. Getrieben wird die zentrale Antriebswelle des Lastumschalters über einen außerhalb des Transformatorkessels angeordneten Motorantrieb, der mittels eines ebenfalls am Transformatorkessel außen entlang geführten Gestänge den Kraftspeicher langsam aufzieht und dabei gleichzeitig auch den Wähler betätigt. Die zentrale Antriebswelle ist damit sowohl für die Betätigung der Schaltkontakte des Lastumschalters während der eigentlichen schnellen Umschaltung, als auch zur Betätigung des direkt unterhalb des Lastumschalters angeordneten Wählers während des langsamen Aufziehvorgangs des Kraftspeichers zuständig.

Derartige Laststufenschalter sind seit Jahrzehnten am Markt etablierte Produkte und beispielweise aus der Firmendruckschrift der Anmelderin„Oiltap® M Laststufenschalter für Regeltransformatoren" bekannt. Auf Seite 1 der Firmendruckschrift ist ein gattungsgemäßer Laststufenschalter gezeigt, der im oberen Bereich, innerhalb des Isolierzylinders, einen Lastumschalter aufweist und direkt daran anschließend den über eine Getriebestufe mit der Antriebwelle des Lastumschalters verbundenen Wähler. Nicht gezeigt in dieser Darstellung ist der Kraftspeicher und der mittels eines Gestänges mit diesem in Wirkverbindung stehende Motorantrieb.

Dieser beschriebene und seit Jahrzehnten im Stand der Technik gängige Aufbau ist jedoch für den Trafobauer platzraubend, da er einen relativ großen Bauraum innerhalb des Transformatorkessel einnimmt und damit die Freiheitsgrade des Trafobauers bei der Konstruktion des eigentlichen Transformators im platzmäßig beschränkten Transformatorkessel einschränkt. Letzen Endes deshalb, weil für den Ort der Platzierung des Laststufenschalters ein relativ großer Bauraum innerhalb des Transformatorkessels frei gelassen werden muss und dieser Raum noch dazu nicht flexibel gestaltbar ist, sondern durch den aus dem Stand der Technik bekannten Aufbau des Laststufenschalters, bestehend aus Lastumschalter und direkte unterhalb angeordnetem Wähler, quasi vorgegeben ist.

Die Firmendruckschrift„Stufenschalter Typ G" der Anmelderin zeigt dabei eine typische Anordnung eines gattungsgemäßen Laststufenschalters in der Konfiguration, d. h. dem Zusammenspiel,

Stufenschalter - Regeltransformator. Wie auf dem Deckblatt ersichtlich, wird ein derartiger

Laststufenschalter, also Lastumschalter und dazugehöriger Wähler, in einem gewissen dielektrischen Abstand zu den einzelnen Wicklungen des Transformators innerhalb des Transformatorkessels und den Wandungen des Transformatorgehäuses angeordnet. Einen wesentlichen Platzbedarf innerhalb des Transformators nimmt dabei neben dem Laststufenschalter, bestehend aus Lastumschalter und sich direkt unterhalb anschließendem Wähler, die Installation der einzelnen, dielektrisch isolierten Kupferleitungen von den entsprechenden Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des

Transformators zu den jeweiligen Wählerkontakten in Anspruch. Die Leitungsführung, am

Transformatoraktivteil befestigt durch das Ableitgerüst, ist aber nicht nur zeitaufwändig in seiner Installation, sondern auf Grund seiner geforderten elektrisch leitenden Eigenschaften aus Kupfer gefertigt und damit sehr teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Laststufenschalter der eingangs genannten Art anzugeben, der dem Trafobauer eine flexiblere Gestaltungsmöglichkeit seines Transformators erlaubt und zudem die platzraubende und teure Leitungsführung mit samt des Ableitgerüstes entbehrlich macht. Diese Aufgabe wird durch einen Laststufenschalter mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Die allgemeine erfinderische Idee besteht darin, die bisher statische Konstruktion des

Laststufenschalters, bestehend aus Lastumschalter und sich direkt darunter anschließendem Wähler, aufzulösen und eine räumliche Trennung der beiden Baugruppen Lastumschalter und Wähler herbeizuführen, indem der Wähler dabei möglichst in der Nähe der Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des Stufentransformators angeordnet wird. Damit können die Verbindungsleitungen zwischen den entsprechenden Anschlusskontakten des Wählers und den einzelnen

Wicklungsanzapfungen der Regelwicklungswicklung des Stufentransformators auf ein Minimum verkürzt werden, insbesondere macht dies die aufwändige und teure Leitungsführung mit samt dem Ableitgerüst entbehrlich.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der wenigstens eine Wähler direkt an den Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung des Transformators, also in dessen Zwickel, angeordnet. Indem der bisher vorgesehene Bauraum für den Wähler innerhalb des

Transformatorkessel damit wegfallen kann und dieser statt dessen in dem ohnehin vorhanden Bauraum des Zwickel, direkt an den Wicklungsanzapfungen der Regelwicklung der

Transformatorwicklung, platziert wird, schafft die räumliche Auflösung der Baugruppen

Lastumschalter- Wähler im Transformatorkessel Platz.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gestänge, welches den Motorantrieb mit dem Kraftspeicher des Lastumschalters verbindet, direkt im Inneren des

Transformatorkessel vom Lastumschalter zum Wähler weitergeführt und damit auf besonders einfache Weise genutzt, auch den Wähler anzutreiben.

Nach einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Gestänge dabei nicht mehr, wie bisher, an der Außenseite des Trafokessels entlang zu dessen Oberseite geführt und dort erst mit dem Kraftspeicher des Laststufenschalters verbunden, sondern direkt durch eine seitliche Wandung des Transformatorkessels. Nach einer wiederum weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der Lastumschalter und der wenigstens eine Wähler jeweils mit einem speziellen Antrieb, beispielsweise in Form eines motorischen Direktantriebes, betätigt. Dieser macht den bisher funktional notwendigen zentralen Motorantrieb samt aufwändigem Gestänge zum Lastumschalter entbehrlich und kann direkt oberhalb oder unterhalb des Lastumschalters oder des wenigstens einen Wählers angeordnet werden. Handelt es sich bei dem motorischen Direktantrieb um einen Linear- oder Torquemotor, so kann bei dem Lastumschalter zudem auf den ansonsten funktional zwingend erforderlichen

Federkraftspeicher verzichtet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Figur noch beispielhaft näher erläutert.

Es zeigt

Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Laststufenschalter mit räumlich getrenntem Lastumschalter und Wähler.

In Figur 1 ist ein Transformatorkessel 1 gezeigt, in dessen Inneren sich ein Joch 7 befindet, an dem wenigstens eine Wicklung, umfassend eine Stammwicklung und eine Regelwicklung mit

Wicklungsanzapfungen 8, angeordnet ist. An der äußeren seitlichen Wandung des Trafokessels 1 befindet sich weiterhin ein Motorantrieb 2, der über ein Gestänge 3 eine Wirkverbindung zu einem im Inneren des Transformatorkessels 1 angeordneten Lastumschalter 4 und wenigstens einem Wähler 5 herstellt. Bei dem Lastumschalter 4, der in dieser Figur 1 nur in sehr abstrahierter Form dargestellt ist, handelt es sich um einen beispielsweise aus der bereits genannten Firmendruckschrift„Oiltap® M Laststufenschalter für Regeltransformatoren" der Anmelderin bekannt gewordenen Lastumschalter 4. Dieser Lastumschalter 4 ist über Leitungen 6 mit dem entsprechenden Wähler 5 elektrisch verbunden. Erfindungsgemäß wird der wenigstens eine Wähler 5 direkt an Wicklungsanzapfungen 8 der

Regelwicklung des Transformators positioniert, was die Verbindungsleitungen zwischen den entsprechenden Anschlusskontakten des Wählers und den einzelnen Wicklungsanzapfungen 8 der Regelwicklung des Stufentransformators auf ein Minimum verkürzt. Insbesondere entfallen mit der erfindungsgemäßen Lösung die in der Installation aufwändigen und zudem teuren

Verbindungsleitungen mit samt dem Ableitgerüst. Das zentral über einen einzigen Motorantrieb 2 angetriebene Gestänge 3 ist derart ausgebildet, dass es sowohl mit dem Lastumschalter 4 als auch mit dem wenigstens einem Wähler 5 in Wirkverbindung steht.