CN106716578A - 用于可调式变压器的开关装置、特别是预选器 - Google Patents

Abstract

用于可调式变压器(4)的开关装置(1)、特别是预选器，该可调式变压器包括第一绕组(2)和具有第一和第二抽头(3.3、3.4)的第二绕组(3)，该开关装置包括：第一连接端子(2.1)，其能与第一绕组(2)连接；第二连接端子(3.1)，其能与第一抽头(3.3)连接；第三连接端子(3.2)，其能与第二抽头(3.4)连接；第一、第二、第三和第四固定触点(5.1、5.2、5.3、5.4)；真空开关管(6)；第一运动触点(7)，其可选择地能与第一或第二固定触点(5.1、5.2)接通；第二运动触点(8)，其可选择地能与第三或第四固定触点(5.3、5.4)接通；其中，第二和第四固定触点(5.2、5.4)与第二连接端子(3.1)连接；第一和第三固定触点(5.1、5.3)与第三连接端子(3.2)连接；第一运动触点(7)经由真空开关管(6)与第一连接端子(2.1)连接；第二运动触点(8)与第一连接端子(2.1)连接。

Description

用于可调式变压器的开关装置、特别是预选器

技术领域

本发明涉及一种用于可调式变压器的开关装置，以用于可选择地连接可调式变压器的第一绕组与第二绕组，并且特别是涉及一种预选器。

背景技术

可以构成为换向器、粗选器或多重粗选器的预选器一般在用于具有主绕组和调节绕组的可调式变压器的有载分接开关中用于扩展可调式变压器也就是分接变压器的调节范围。换向器能实现：将调节绕组与主绕组可选择地相对于主绕组同向连接或者反向连接。粗选器能实现：将主绕组的较大部分、所谓的粗级绕组或粗级可选择地与调节绕组连接或不连接，亦即抑制粗级绕组。

不仅可调式变压器的分接绕组而且粗级在其通过换向器或粗选器的转换期间短时与主绕组电流分离。在此它们采用如下电位，该电位由相邻绕组的电压以及相对于这些绕组和接地部分的耦合电容产生。由此生成的电压差部分是显著的；这些电压差要求打开的预选器触点的开关路径并且在相应高的情况下可能导致不允许的放电。这样的放电(也称为电弧)引起有载分接开关的绝缘油中的气体产生。这是不期望的，特别是随着上升的系统电压而不期望的气体的量增加。

文献DE 10 2009 025 358 A1描述一种分接开关，具有预选器用于无中断地切换在分接变压器的调节绕组的不同绕组分接头之间。可调式变压器包括两个固定预选触点并且可以构成为换向器或粗选器。其中一个固定预选触点与调节绕组的初始端电气连接，而另一固定预选触点与调节绕组的末端电气连接。设有可动的触点，其根连接端与分接变压器的主绕组电气连接并且可选择地接通所述固定预选触点中之一。可动的触点构成为纵向可移动并且具有相对于环境密封封闭的开关室，其中同样纵向可移动地存在接通件。接通件在接通到固定预选触点中之一上时逆着弹簧的力关闭，然而在固定预选触点之间切换期间打开。已知分级开关的缺点在于，开关室的设置、驱动和支承具有大的构造成本并且需要大量结构空间。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于可调式变压器的开关装置，其能实现具有小的结构空间是简单结构。

该任务通过独立权利要求的技术方案解决。本发明有利的进一步扩展方案和实施形式在从属权利要求中描述。

在下文中，表达方式“A与B连接”包括含义“A与B直接电气导通连接”和“A间接也就是经由C与B电气导通连接”；表达方式“A连接到B”具有含义“A直接与B电气导通连接”。

本发明提出一种用于可调式变压器的开关装置，该可调式变压器包括第一绕组和具有第一和第二抽头的第二绕组，该开关装置包括：

第一连接端子，其能与第一绕组连接；

第二连接端子，其能与第一抽头连接；

第三连接端子，其能与第二抽头连接；

第一、第二、第三和第四固定触点；

真空开关管；

第一运动触点，其可选择地能与第一或第二固定触点接通；

第二运动触点，其可选择地能与第三或第四固定触点接通；

其中，

第二和第四固定触点与第二连接端子连接；

第一和第三固定触点与第三连接端子连接；

第一运动触点经由真空开关管与第一连接端子连接；

第二运动触点与第一连接端子连接。

提出的开关装置通过应用真空开关管结合运动触点和固定触点能实现特别简单且紧凑的结构。通过将真空开关管与运动触点和固定触点分离而可能的是，将它们相互独立地设置并且因此尽可能好地充分利用存在的结构空间。真空开关管附加地阻止在绝缘油中生成气体。打开的真空开关管提高电压稳定性并且阻止在运动触点与固定触点之间生成电弧。

提出的开关装置可以根据要求以任意方式和方法构成并且例如包括至少一个或不包括附加的真空开关管。

优选地，所述真空开关管静态或位置固定地安装、特别是相对于运动触点安装，从而可以将开关装置的结构设计为特别紧凑的。对于真空开关管的操作不必须使其共同运动。

优选地，在可调式变压器的例如三相实施方案中规定，三个所提出的开关装置相叠设置，其中，所有开关装置的运动触点和真空开关管通过共同的开关管操作。

优选地，第一运动触点、第一固定触点和第二固定触点位于在介电介质或空气或SF6或绝缘油中和/或通过机械转换开关形成，该机械转换开关特别是不包括真空开关管并且不包括半导体开关。

优选地，第二运动触点、第三固定触点和第四固定触点位于在介电介质或空气或SF6或绝缘油中和/或通过机械转换开关形成，该机械转换开关特别是不包括真空开关管并且不包括半导体开关。

可以规定，所述真空开关管在上支架与下支架之间静态安装在至少一个触点棒上。

可以规定，在上支架中支承有用于打开和关闭真空开关管的摇转杆。

可以规定，所述各运动触点并行相叠地安装在开关管上；所述开关管可旋转地支承；所述运动触点通过开关管的转动执行摆动运动。

可以规定，在开关管上安装有凸轮盘；所述凸轮盘通过开关管的转动执行摆动运动；所述凸轮盘与摇转杆在上支架中机械配合作用并且打开或关闭真空开关管。

可以规定，每个运动触点具有包括接通爪的壳体，所述接通爪在第一端部上机械导通和电气导通地与配置给相应的运动触点的导出环连接并且在第二端部上可选择地能与相应的固定触点连接。

可以规定，第一抽头和第二抽头设置在第二绕组的各一端上。

可以规定，开关装置包括：第四连接端子，其能够与第二绕组的在第一抽头与第二抽头之间的第三抽头连接；电阻，其与第四连接端子连接。

第四连接端子可以例如经由电阻与接地或接地电位或可调式变压器的导出引线连接。导出引线本身可以例如与接地或接地电位连接。

可以规定，开关装置包括：断路器，其与电阻串联地与第四连接端子连接，和/或真空开关管，其与电阻串联地与第四连接端子连接。

可以规定，该开关装置构成为预选器并且特别是换向器或粗选器。

附图说明

在下文中示例性地根据附图进一步阐明本发明的实施形式。由此得知的各个特征然而不限于各个实施形式，而是可以与另外的上述各个特征和/或与其他实施形式的各个特征结合和/或组合。附图中的细节仅仅应解读为阐明性的，而不是限制性的。在权利要求中包含的附图标记不应以任何方式限制本发明的保护范围，而是仅仅指示在附图中示出的实施形式。

附图示出：

图1示出具有有载分接开关的可调式变压器，其包括有载转换器和选择器以及按照本发明的开关装置；

图2a-g示出开关装置的第一实施形式的开关图以及开关装置的开关流程；

图3示出作为对于一相的构造上的设计方案的图2a-g的开关装置的一个优选实施形式的透视图；

图4示出图3的开关装置的另一透视图；

图5a-d示出开关装置的第二、第三、第四和第五实施形式的开关图；

图6示出开关装置的第六实施形式的开关图；

图7示出开关装置的第七实施形式的开关图。

具体实施方式

在图1中示意地示出可调式变压器4的一个示例性实施形式，该可调式变压器包括具有第一和第二绕组2、3的高压或初级侧、低压或次级侧40以及有载分接开关46，该有载分接开关具有有载转换器45、选择器47以及按照本发明的开关装置1。可调式变压器4由变压器壳体42包围。利用设置在变压器壳体42的内部44中的有载分接开关46可以接通可调式变压器4的不同分接头13(参见图2)。为了可以确保可调式变压器4的规定的功能方式，有载分接开关46必须在没有干扰的情况下执行所需的开关过程。有载分接开关46突入到变压器壳体42内，所述变压器壳体根据可调式变压器4的类型可以填充油。有载分接开关46在此示例性地包括有载转换器45和选择器47，但是也可以构成为有载选择器。

有载分接开关46借助于固定在变压器壳体42的外壁43上的电机驱动器48通过传动杆操作。电机驱动器48然而也可以直接安装在盖件41亦即有载分接开关46的头部上。

可调式变压器4对于每相通常包括至少一个第一绕组2和第二绕组3，它们能通过可以构成为换向器或粗选择器的开关装置1相互电气连接，如以下根据图2进一步详细描述。

在图2a中示意地示出用于有载分接开关46的开关装置1的第一实施形式的开关图。开关装置1包括三个连接端子2.1、3.1、3.2，其中，第一连接端子2.1与第一绕组2连接，第二连接端子3.1与第二绕组3的第一抽头3.3连接，而第三连接端子3.3与第二绕组3的第二抽头3.4连接。第一和第二抽头3.3、3.4分别连接到第二绕组3的端部上。

在该实施形式中，第一绕组2构成为主绕组，而第二绕组3构成为调节绕组，并且开关装置1执行换向器的功能。

此外，开关装置1包括四个固定触点5.1、5.2、5.3、5.4，静态真空开关管6以及两个运动触点7、8。第二和第四固定触点5.2、5.4与第二连接端子3.1导电连接。

第一和第三固定触点5.1、5.3与第三连接端子3.2导电连接。

第一运动触点7经由真空开关管6与第一连接端子2.1导电连接。第二运动触点8与第一连接端子2.1导电连接。第一运动触点7可选择地与第一或第二固定触点5.1、5.2连接或接通。第二运动触点8可以可选择地与第三或第四固定触点5.3、5.4连接或接通。

在图2a中示出的开关装置1的位置中，第一绕组2一方面经由真空开关管6、第一运动触点7和第一固定触点5.1并且另一方面与之并行地经由第二运动触点8和第三固定触点5.3与第三连接端子3.2导电连接。

图2b示出图2a中的开关装置1的转换的第一步。在此首先将第二运动触点8从第三固定触点5.3松脱，从而第一绕组2仅仅还经由真空开关管6、第一运动触点7和第一固定触点5.1与第二绕组3的第二连接端子3.2连接。

图2c示出第二步，其中打开真空开关管6，从而在第一与第二绕组2、3之间不存在导电连接。

图2d示出第三步，其中将第一运动触点7从第一固定触点5.1松脱。

图2e示出第四步，其中将第一运动触点7连接到第二固定触点5.2上。

图2f示出第五步，其中闭合真空开关管6，从而第一绕组2经由真空开关管6、第一运动触点7和第二固定触点5.2与第二连接端子3.1导电连接。

图2g示出第六步，其中第二运动触点8连接到第四固定触点5.4上，从而第一绕组2一方面经由真空开关管6、第一运动触点7和第二固定触点5.2而另一方面与之并行地经由第二运动触点8和第四固定触点5.4与第一连接端子3.1导电连接。

沿相反方向的转换类似地以相反顺序实现。

在图3和4中作为对于一相的构造上的设计方案示意地示出图2a-g的开关装置1的优选实施形式。

在该实施形式中，开关装置1具有多个在回路中设置的垂直的触点棒20，这些触点棒环绕垂直的开关管21设置。真空开关管6在此平行于触点棒20亦即垂直地在上支架22与下支架23之间位置固定或者静态地安装。两个支架22、23固定在至少一个触点棒20上。

在开关管21上安装有第一导出环24和第二导出环25。两个导出环24、25如此支承，使得在它们与开关管21之间的相对运动是可能的。在此，导出环24、25是、固定地构建并且开关管21可以绕自身的轴线在两个位置之间转动。

第二导出环25经由线路26与真空开关管6导电连接。线路26固定第二导出环25。第一运动触点7固定在开关管21上并且通过开关管21的转动建立在第二导出环25与可选择的第一固定触点5.1或第二固定触点5.2之间的导电连接。

第一导出环24经由线路27直接与第一连接端子2.1导电连接。线路27固定第一导出环24。而且第二运动触点8固定在开关管21上并且通过开关管21的转动建立在第一导出环24与可选择的第三固定触点5.3或第四固定触点5.4之间的导电连接。

在开关管21转动期间，两个导出环24、25保留在固定位置并且不随开关管21一起转动。

第一和第二运动触点7、8优选相互并行水平地安装在开关管21上。通过实施切换，运动触点7、8实施摆动运动并且在此接通所述四个固定触点5.1-5.4。在此，第二和第四固定触点5.2、5.4在触点棒20上相叠地安装并且经由线路29导电连接。第一和第三固定触点5.1、5.3在相邻的触点棒20上固定并且同样经由线路28导电连接。第三和第四固定触点5.3、5.4分别如此构成，使得在开关管21转动时第二运动触点8首先从相应的固定触点5.3、5.4松脱，而第一运动触点7并行地共同运动，然而更长地在第一或第二固定触点5.1、5.2上保持接上。

每个运动触点7、8包括壳体50和在其中弹性支承的接通爪51，所述接通爪从第一端部52直至第二端部53穿过壳体50的内部延伸。在接通爪51的第一端部52与相应的导出环24、25之间存在导电连接，在开关管21的转动期间总是确保所述导电连接。接通爪51的第二端部53同样滑到相应的固定触点5.1-5.4上或者由其滑下。

在开关管21上此外安装有凸轮盘30，凸轮盘30同样在转动开关管21时实施摆动运动。凸轮盘30在摆动运动时与摇转杆31配合作用，经由摇转杆31打开或闭合真空开关管6。

开关装置1如此构成，使得通过设置运动触点7、8、固定触点5.1-5.4和在开关管21上的凸轮盘30可以实施按照图2a-2g的转换。

在图5a中示意地示出开关装置1的第二实施形式。该实施形式类似于第一实施形式，从而在下文中主要进一步阐明不同之处。

在该实施形式中，开关装置1包括第四连接端子3.6，其可以与第二绕组3的在第一抽头3.3与第二抽头3.4之间的第三抽头3.5优选在中间连接。在第四连接端子3.6上连接有与接地电位9导电连接的电阻10。该电阻在开关装置1转换时用作极化电阻。

在图5b中示意地示出开关装置1的第三实施形式。该实施形式类似于第二实施形式，从而在下文中主要进一步阐明不同之处。

在该实施形式中，在接地电位9与电阻10之间连接有断路器11，借助于该断路器可以将电阻10与接地电位9电气分离。断路器11在操作所述两个运动触点7、8之前闭合并且在实施运动触点7、8的转换之后打开。

在图5c中示意地示出开关装置1的第四实施形式。该实施形式类似于第三实施形式，从而在下文中主要进一步阐明不同之处。

在该实施形式中，在接地电位9与断路器11之间连接有真空开关管12，电阻10借助于该真空开关管可以在操作断路器之前与接地电位9电气分离。电阻10、断路器11和真空开关管12在第四连接端子3.6与接地电位9之间的设置或顺序可以任意设计。在断路器11闭合之后闭合真空开关管12，因此也就是在操作运动触点7、8之前。在打开断路器11之前打开真空开关管12，因此也就是在操作运动触点7、8之后。

在图5d中示意地示出开关装置1的第五实施形式。该实施形式类似于第四实施形式，从而在下文中主要进一步阐明不同之处。

在该实施形式中省去断路器11，从而在接地电位9与电阻10之间仅仅设置真空开关管12。

在图6中示意地示出开关装置1的第六实施形式。该实施形式类似于第一实施形式，从而在下文中主要进一步阐明不同之处。

在该实施形式中，第一绕组2构成为调节绕组而第二绕组3构成为主绕组，并且第二抽头3.4示例性地在第二绕组3的下三分之一的位置上，其中，在抽头3.3与3.4之间的该部分表示为粗级绕组或粗级54。开关装置1实现粗选择器的功能。第二抽头3.4但是也可以设置在第二绕组3的任意其他位置上。

在图7中示意地示出开关装置1的第七实施形式。该实施形式类似于第六实施形式，从而在下文中主要进一步阐明不同之处。

在该实施形式中，开关装置1包括第四连接端子3.6，所述第四连接端子可以与第二绕组3的在第一抽头3.3与第二抽头3.4之间的第三抽头3.5优选在中间连接。类似于在第五实施形式中那样，在第四连接端子3.6上连接有由电阻10、断路器11和真空开关管12组成的与接地电位9导电连接的串联连接。电阻10用作在开关装置1的转换时的极化电阻。根据需要也可以省去断路器11和/或真空开关管12。

附图标记列表

1 开关装置

2 第一绕组

2.1 1的第一连接端子

3 第二绕组

3.1/3.2 1的第二/第三连接端子

3.3/3.4 3的第一/第二抽头

3.5 3的第四抽头

3.6 1的第四连接端子

4 可调式变压器

5.1/5.2/5.3/5.4 1的第一/第二/第三/第四固定触点

6 真空开关管

7 1的第一运动触点

8 1的第二运动触点

9 接地电位

10 电阻

11 断路器

12 真空开关管

13 分接头

20 触点棒

21 开关管

22 上支架

23 下支架

24 第一导出环

25 第二导出环

26 线路

27 线路

28 线路

29 线路

30 凸轮盘

31 摇转杆

40 次级侧

41 盖件

42 变压器壳体

43 外壁

44 内部

45 有载转换器

46 有载分接开关

47 选择器

48 电机驱动器

50 壳体

51 接通爪

52 第一端部

53 第二端部

54 粗级

Claims (10)

1.用于可调式变压器(4)的开关装置(1)、特别是预选器，该可调式变压器包括第一绕组(2)和具有第一和第二抽头(3.3、3.4)的第二绕组(3)，该开关装置包括：

·第一连接端子(2.1)，其能与第一绕组(2)连接；

·第二连接端子(3.1)，其能与第一抽头(3.3)连接；

·第三连接端子(3.2)，其能与第二抽头(3.4)连接；

·第一、第二、第三和第四固定触点(5.1、5.2、5.3、5.4)；

·真空开关管(6)；

·第一运动触点(7)，其可选择地能与第一或第二固定触点(5.1、5.2)接通；

·第二运动触点(8)，其可选择地能与第三或第四固定触点(5.3、5.4)接通；

其中，

·第二和第四固定触点(5.2、5.4)与第二连接端子(3.1)连接；

·第一和第三固定触点(5.1、5.3)与第三连接端子(3.2)连接；

·第一运动触点(7)经由真空开关管(6)与第一连接端子(2.1)连接；

·第二运动触点(8)与第一连接端子(2.1)连接。

2.根据上述权利要求之一所述的开关装置(1)，其中，

·所述真空开关管(6)在上支架(22)与下支架(23)之间静态安装在至少一个触点棒(20)上。

3.根据上述权利要求所述的开关装置(1)，其中，

·在上支架(22)中支承有用于打开和关闭真空开关管(6)的摇转杆(31)。

4.根据上述权利要求之一所述的开关装置(1)，其中，

·所述各运动触点(7、8)并行相叠地安装在开关管(21)上；

·所述开关管(21)可旋转地支承；

·所述运动触点(7、8)通过开关管(21)的转动执行摆动运动。

5.根据上述权利要求所述的开关装置(1)，其中，

·在所述开关管(21)上安装有凸轮盘(30)；

·所述凸轮盘(30)通过开关管(21)的转动执行摆动运动；

·所述凸轮盘(30)与摇转杆(31)在上支架(22)中机械配合作用并且打开或关闭真空开关管(6)。

6.根据上述权利要求之一所述的开关装置(1)，其中，

·每个运动触点(7、8)具有包括接通爪(51)的壳体(50)，所述接通爪在第一端部(52)上机械导通和电气导通地与配置给相应的运动触点(7、8)的导出环(24、25)连接并且在第二端部(53)上可选择地能与相应的固定触点(5.1、5.2、5.3、5.4)连接。

7.根据上述权利要求之一所述的开关装置(1)，其中，

·所述第一抽头(3.3)和第二抽头(3.4)设置在第二绕组(3)的各一端上。

8.根据上述权利要求之一所述的开关装置(1)，所述开关装置包括：

·第四连接端子(3.6)，其能够与第二绕组(3)的在第一抽头(3.3)与第二抽头(3.4)之间的第三抽头(3.5)连接；

·电阻(10)，其与第四连接端子(3.6)连接。

9.根据上述权利要求所述的开关装置(1)，包括：

·断路器(11)，其与电阻(10)串联地与第四连接端子(3.6)连接，和/或真空开关管(12)，其与电阻(10)串联地与第四连接端子(3.6)连接。

10.根据上述权利要求之一所述的开关装置(1)，该开关装置构成为预选器或换向器或粗选器。