用于可调式变压器的切换布置系统、特别是极性切换系统的制作方法

本发明涉及一种用于可调式变压器的切换布置系统、特别是极性切换系统。

背景技术：

由DE102009060132B3已知一种具有预选择器和极性切换系统的分接开关，借助于该极性切换系统应降低绝缘油中的气体形成。分接开关包括选择器和有载转换器。选择器在转换之前首先无功率地预先选择分级绕组的应转换到的新的绕组接头。转换本身通过有载转换器进行。在分级绕组的开端处连接第一极性阻抗，该第一极性阻抗通过第一极性开关又与负载引线处于连接中。在分级绕组的端部上连接第二极性阻抗，该第二极性阻抗通过第二极性开关又与负载引线处于连接中。两个极性开关仅在开始操纵预选择器之前暂时地接通，从而仅暂时地将分级绕组的开端和末端连接到确定的电势上。该解决方案的缺点在于，在接通和切断极性阻抗时可能产生电弧，所述电弧可能引起分接开关中的绝缘油的分解。由此，可能产生不希望的化学产物、例如炭黑和气体，它们污染绝缘油并且因此缩短分接开关或可调式变压器(其也称为分级式变压器)的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种用于可调式变压器的切换布置系统，所述切换布置系统能实现可调式变压器的无干扰的且无气体的运行。

该任务通过独立权利要求的技术方案得以解决。本发明的有利的改进方案和实施方式在从属权利要求中说明。

在下文中，类型“A与B连接”的表述包括“A直接与B导电地连接”以及“A间接、亦即通过C与B导电地连接”的意义，并且类型“A连接到B上”的表述包括“A直接与B导电地连接”的意义。

本发明提出一种用于可调式变压器的切换布置系统，所述可调式变压器用于交流电网的待调节的相包括第一绕组，所述切换布置系统包括

可以与绕组连接的第一连接端子；

可以与引线连接的第二连接端子；

真空开关管；

断开器；

与真空开关管和断开器串联连接的阻抗；

其中，

所述第一连接端子通过串联电路与所述第二连接端子连接。

所提出的切换布置系统通过使用真空开关管降低或避免在接通和切断阻抗时绝缘油的分解和气体形成。

所提出的切换布置系统可以按照需求以任意的方式和方法构造并且例如包括至少一个或不包括附加的连接端子和/或包括至少一个或不包括附加的真空开关管和/或包括至少一个或不包括附加的断开器和/或包括至少一个或不包括附加的阻抗。

优选第一连接端子与绕组的连接可以这样进行，即，第一连接端子与绕组的中间接头连接或是连接的，所述中间接头处于绕组两个绕组端部的之间。

断开器可以按照需求以任意的方式和方法构造，例如构造成，使得断开器或至少断开器的触点处于电介质或空气或SF6或绝缘油中和/或断开器例如不包括真空开关管并且不包括半导体开关。

可以规定：

所述断开器包括至少一个位置固定的接通触点和至少一个导电的、可运动的支承壳体，所述支承壳体可以有选择地贴靠到接通触点上或与接通触点分开。

优选所述接通触点固定地安装在支架上。优选支承壳体在外侧上包括至少一个弹性地支承的触点，所述触点在断开器的闭合状态中建立接通触点和支承壳体之间的导电连接。

可以规定：所述切换布置系统包括

可旋转地支承的极性转子，所述极性转子通过旋转来操纵、特别是打开或关闭所述断开器和所述真空开关管，并且在所述极性转子上特别是安装所述支承壳体。

可以规定：

所述极性转子具有上支架板和下支架板，在它们之间竖直地安装所述真空开关管；

所述真空开关管具有固定触点和运动触点；

所述固定触点设置在下支架板上并且所述运动触点机械地与上支架板连接；

驱动轴竖直地设置在支架板之间，所述极性转子可以通过所述驱动轴旋转。

可以规定：

所述运动触点机械地与操纵杠杆连接；

所述操纵杠杆以第一端部可偏转地支承在所述支承壳体中；

所述操纵杠杆在第二端部上带有滚子。

可以规定：所述切换布置系统包括

凸轮缸(Kurvenzylinder)，在所述凸轮缸中可旋转地设置所述极性转子；

其中，

所述凸轮缸在上边缘上具有包括至少一个轮廓区段的轮廓；

所述滚子通过极性转子的旋转驶过至少一个轮廓区段，并且因此真空开关管得以操纵、特别是打开或关闭。

可以规定：构造用于可调式变压器的切换布置系统，所述可调式变压器对于交流电网的至少一个附加的待调节的相分别包括附加的第一绕组，并且所述切换布置系统对于每个附加的绕组包括

可以与附加的绕组连接的附加的第一连接端子，

可以与引线连接的附加的第二连接端子，

附加的真空开关管，

附加的断开器和

与附加的真空开关管和附加的断开器串联连接的附加的阻抗；

所述切换布置系统包括用于以预先确定的顺序操纵真空开关管的操纵机构；

其中，

每个附加的第一连接端子通过所配设的串联电路与所配设的第二连接端子连接。

可以规定：

所述操纵机构构造成，使得至少两个真空开关管彼此时间延迟地操纵、特别是打开或关闭。

可以规定：

所述操纵机构包括凸轮缸；

每个真空开关管分配有至少一个轮廓区段。

可以规定：

所述轮廓区段构造成，使得在极性转子旋转时至少两个真空开关管彼此时间延迟地操纵、特别是打开或关闭，。

可以规定：构造用于可调式变压器的切换布置系统，所述可调式变压器对于至少一个待调节的相包括第二绕组，其中，配设给该相的第一绕组具有第一和第二绕组接头并且在所述绕组接头之间具有中间接头，并且所述切换布置系统包括

预选择器，所述预先器包括

可以与第一绕组接头连接的第一预选择器端子；

可以与第二绕组接头连接的第二预选择器端子；

可以与第二绕组连接的基极端子；

预选择器触点，所述预选择器触点与基极端子连接并且可以有选择地与第一或第二预选择器端子连接；

其中，

第一连接端子可以与所述绕组通过与中间接头的连接进行连接。

可以规定：

所述预选择器构造为换向器或粗选择器或多重粗选择器。

如果预选择器构造为换向器，则示例性地第二绕组构造为主绕组并且第一绕组构造为调节绕组。换向器能实现调节绕组与主绕组有选择地同向于或反向于主绕组地连接。

如果预选择器构造为粗选择器，则示例性地第二绕组构造为调节绕组并且第一绕组构造为主绕组并且示例性地第一绕组接头处于第一绕组的第一绕组端部上并且第二绕组接头处于第一绕组的绕组端部之间或者示例性地第二绕组接头处于第一绕组的第二绕组端部上并且第一绕组接头处于绕组端部之间或者示例性地两个绕组接头处于绕组端部之间。通常绕组接头之间的部分称为粗级绕组或粗级。粗选择器能实现粗级绕组有选择地与调节绕组连接或不连接，亦即桥接粗级绕组。

附图说明

下面示例性地借助附图详细解释本发明的实施方式。然而，由此得出的各个特征不限制于各个实施方式，而可以与进一步在上面描述的各个特征和/或其他实施方式的各个特征结合和/或组合。附图中的细节仅可解释地、但不可限制地设计。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，而仅参阅在附图中示出的实施方式。

附图中：

图1示出包括有载分接开关的可调式变压器，所述有载分接开关包括有载转换器和预选择器以及按照本发明的切换布置系统；

图2a至h示出切换布置系统的第一实施方式的线路图以及切换布置系统的切换过程；

图3示出用于图7的切换布置系统的极性转子的透视图；

图4示出用于图7的切换布置系统的凸轮缸的透视图，其包括图3的极性转子；

图5示出沿着图4的线A-A的剖面；

图6示出在支承壳体被移除时图4的俯视图；

图7示出图2a至h的切换布置系统的优选实施方式的透视图，其作为用于三相的结构设计；

图8示出切换布置系统的第二实施方式的线路图。

具体实施方式

在图1中示意性示出可调式变压器10的示例性的实施方式，其包括具有两个绕组2、7的高压侧或初级侧、低压侧或次级侧8和有载分接开关11。有载分接开关11包括有载转换器12、具有预选择器9和精选择器13的选择器和按照本发明的切换布置系统1。可调式变压器10由变压器壳体14包围。利用设置在变压器壳体14的内部15中的有载分接开关11可以为可调式变压器10的不同的抽头2.1(见图2)接线。为了能够确保可调式变压器10的合乎要求的工作原理，有载分接开关11必须无干扰地实施需要的切换过程。有载分接开关11伸入到变压器壳体14中，该变压器壳体可以根据可调式变压器10的类型以绝缘油填充。有载分接开关11在这里示例性地包括有载转换器12和预选择器9，但也可以构造为有载选择器。

有载分接开关11借助于紧固在变压器壳体14的外壁17上的马达驱动装置16通过拉杆操纵。然而，马达驱动装置16也可以直接设置在有载分接开关11的盖18上、亦即有载分接开关11的顶上。

可调式变压器10对于未示出的交流电网的每个待调节的相通常在初级侧上包括第一绕组2和第二绕组7。切换布置系统1例如可以作为极性切换系统将第一绕组2暂时在连接到第一绕组2和第二绕组7上的预选择器9转换期间与引线电连接，如下面借助图2详细说明的那样。

在该实施方式中，预选择器9与切换布置系统1分开地构造，但也可以整合到切换布置系统1中或与切换布置系统1组合。

在图2a中示意性地示出用于可调式变压器10的切换布置系统1的第一实施方式的线路图。

在该实施方式中，第一绕组2构造为调节绕组、第二绕组7构造为配设给所述调节绕组的主绕组、并且预选择器9构造为用于调节绕组2的换向器，但第一绕组2也可以构造为粗级绕组、第二绕组7构造为配设给所述粗级绕组的调节绕组并且预选择器9构造为用于所述粗级绕组的粗选择器。调节绕组2具有抽头2.1、示例性地处于调节绕组2的绕组端部上和/或构成绕组端部的两个绕组接头2.2、2.3并且在绕组接头2.2、2.3之间具有一个中间接头2.4，该中间接头示例性地处于调节绕组2的中心。

切换布置系统1包括两个连接端子1.1、1.2、真空开关管4、断开器5和阻抗6。第一连接端子1.1与中间接头2.4并且第二连接端子1.2与引线3导电地连接。引线3示例性地连接到地电势上，但所述引线也可以与其他确定的电势直接或间接通过导出轨道导电地连接，所述其他确定的电势例如可以是星形接点、接地或变压器的三角点。

在第一连接端子1.1和第二连接端子1.2之间，真空开关管4、断开器5和阻抗6串联连接，从而连接端子1.1、1.2通过串联电路相互导电地连接。

在切换布置系统1的在图2a中示出的静止状态中，断开器5是打开的并且真空开关管4是关闭的。由此实现：断开器5的支承壳体24(图3)和真空开关管4处于相同的确定的电势上，而断开器5的接通触点32(图5)和阻抗6处于另一个电势上。

调节绕组2例如可以通过预选择器9有选择地同向地或反向地与主绕组7连接。因此，预选择器9构成换向器并且具有两个预选择器端子9.1、9.2、基极端子9.3和可运动的预选择器触点9.4，该预选择器触点与基极端子9.3连接并且可以有选择地与每个预选择器端子9.1、9.2置于电接通中。第一预选择器端子9.1连接到第一绕组接头2.2上，第二预选择器端子9.2连接到第二绕组接头2.3上，并且基极端子9.3连接到主绕组7上。

在图2b至2h中描绘从图2a的静止状态出发的切换布置系统1的切换过程。

图2b示出第一步骤，其中，真空开关管4打开。

图2c示出第二步骤，其中，断开器5关闭。

图2d示出第三步骤，其中，真空开关管4关闭。现在，阻抗6与引线3导电地连接。

图2e示出第四步骤，其中，转换预选择器9并且为此将预选择器触点与第二预选择器端子9.2分开并且置于第一预选择器端子9.1上。与此同时，调节绕组2的中心通过切换布置系统1处于地电势上。

图2f示出第五步骤，其中，真空开关管4打开。

图2g示出第六步骤，其中，断开器5打开。

图2h示出第七步骤，其中，真空开关管4关闭。切换布置系统1现在又达到静止状态，在该静止状态中，断开器5打开并且真空开关管4关闭。

切换过程则可以分成两个阶段。在第一阶段中进行阻抗6的接通，在第二阶段中进行阻抗6的切断。在这些阶段之间通常进行预选择器9的操纵。

在图3至7中示意性示出图2a至h的切换布置系统1的优选实施方式，其作为用于三相的结构设计。

在该实施方式中，切换布置系统1包括可旋转地支承的极性转子20，该极性转子在图3中示出。极性转子20包括下支架板21和上支架板22，在它们之间设置有驱动轴23。驱动轴23与支架板21、22机械地连接，使得在驱动轴23旋转时支架板21、22也旋转。支架板21、22示例性地具有等边三角形的基本形状，其中，在每个角上分别一个真空开关管4沿竖直方向安装在支架板21、22之间。每个真空开关管4具有一个固定触点4.1和一个运动触点4.2，其中，固定触点4.1示例性地紧固在下支架板21上。每个运动触点4.2延伸通过上支架板22并且与支承壳体24机械地和导电地连接。

在该实施方式中，切换布置系统1包括凸轮缸25，该凸轮缸在图4和5中示出。极性转子20竖直地设置在凸轮缸25中。凸轮缸25由电绝缘的材料、优选玻璃纤维复合材料制成。凸轮缸25的上边缘26具有成型的轮廓27并且特别是构造为环绕的成型的轮廓27。轮廓27用于操纵真空开关管4。为此，在每个支承壳体24中设置有一个具有滚子29的操纵杠杆28。操纵杠杆28在第一端部30上可旋转地支承在支承壳体24上并且在第二端部31上带有在极性转子20旋转时与轮廓27配合作用的滚子29。在此，相应的操纵杠杆28和与其处于作用连接中的相应的运动触点4.2沿竖直方向运动并且相应的真空开关管4打开或关闭。

因此，凸轮缸25、极性转子20、支承壳体24和操纵杠杆28构成用于以预先确定的顺序操纵真空开关管4的操纵机构。

在图6中，从上面无支承壳体24地在对应于图2d的第三步骤的结束的状态中示意性示出切换布置系统1。三个真空开关管4分别彼此均匀错开120°地绕驱动轴23设置。轮廓27包括六个轮廓区段34、35、36、37、38、39，其中第一和第二轮廓区段34、35配设给第一真空开关管4，第三和第四轮廓区段36、37配设给第二真空开关管4并且第五和第六轮廓区段38、39配设给第三真空开关管4。每个轮廓区段35至39示例性地构造为上边缘26中的凸部并且分别由两个中间区段34'、35'、36'、37'、38'、39'界定，所述中间区段示例性地构造为上边缘26中的凹部；但也可能的是，每个轮廓区段35至39构造为上边缘26中的凹部并且每个中间区段34'至39'构造为上边缘中的凸部。因为三个真空开关管4为了打开必须被操纵，所以三个彼此对应的轮廓区段34、36、38和三个彼此对应的轮廓区段35、37、39分别彼此错开120°。

在切换布置系统1的静止状态中(图2a、2h、4、5)以及在第三步骤结束时的状态中(图2d、6)并且在第四步骤结束的状态中(图2e)真空开关管4关闭。为了能够确保这一点，中间区段34'至39'这样构造并且特别是这样深的，使得操纵杠杆28上的相应的滚子29不再支承在轮廓27和上边缘26上。由此保证，每个运动触点4.2达到其最深的位置并且相应的真空开关管4关闭。但也可能的是，中间区段34'至39'这样构造并且特别是这样深的，使得操纵杠杆28上的相应的滚子29支承在轮廓27和上边缘26上。

示例性地，凸轮缸25位置固定地设置并且极性转子20可旋转地支承，但也可能的是相反情况。因为滚子29至少在轮廓区段35至39中支承在上边缘26上，所以所述滚子在极性转子20旋转时驶过轮廓27或至少驶过轮廓区段35至39，并且与此对应地相应的真空开关管4借助于操纵杠杆28打开和关闭。

在该实施方式中，三个彼此对应的轮廓区段34、36、38具有不同的长度，其中，示例性地第一轮廓区段34比第五轮廓区段38长并且该第五轮廓区段比第三轮廓区段36长。其他三个彼此对应的轮廓区段35、37、39也具有不同的长度，其中，示例性地第二轮廓区段35比第六轮廓区段39长并且该第六轮廓区段比第四轮廓区段37长。由此实现：在极性转子20旋转时与其旋转方向D无关地真空开关管4以小时间偏差地打开并且关闭。优选第一轮廓区段34比第五轮廓区段38长，该第五轮廓区段与第二轮廓区段35一样长并且比第六轮廓区段39长，该第六轮廓区段比第四轮廓区段37长，并且该第四轮廓区段与第三轮廓区段36一样长。但也可能的是，所有轮廓区段35至39一样长。

特别是在打开真空开关管4时有利的是，这依次、亦即时间延迟地发生，以便能够将为此需要的转矩尽可能低地保持。

在该实施方式中，切换布置系统1对于每个支承壳体24包括一个接通触点32，所述接通触点在图7中示出。每个接通触点32位置固定并且优选安装在支架33上。分别包括一个接通触点32和所配设的支承壳体24的组合构成相应的断开器5，所述断开器通过极性转子20的旋转来操纵、亦即打开和关闭。因为每个真空开关管4、配设给该真空开关管4的支承壳体24、配设给该真空开关管4的接通触点32、驱动轴23和下支架板21导电地相互连接，所以可能的是，通过有选择地建立或分开支承壳体24和接通触点32之间的连接、亦即有选择地打开和关闭断开器5并且有选择地关闭和打开真空开关管4，有选择地、例如按照上面借助图2a至h描述的方法建立和分开第一连接端子1.1和第二连接端子1.2之间的导电连接。

支承壳体24可以在其外侧上具有弹性地支承的触点19，所述触点能实现接通触点32和支承壳体24之间的可靠的接通。

在图8中示意性示出用于可调式变压器10的切换布置系统1的第二实施方式的线路图。该实施方式与第一实施方式类似，从而以下主要是详细解释区别。

在该实施方式中，第一绕组2构造为构成主绕组40的一部分的粗级绕组，第二绕组7构造为配设给粗级绕组2的调节绕组，并且预选择器9构造为用于粗级绕组2的粗选择器。调节绕组7具有抽头7.1。粗级绕组2的第二绕组接头2.3示例性地处于所述粗级绕组的绕组端部之间。但也可能的是，例如粗级绕组2的第一绕组接头2.2处于所述粗级绕组的绕组端部之间并且第二绕组接头2.3处于所述粗级绕组的第二绕组端部上和/或构成该绕组端部，或者例如两个绕组接头2.2、2.3处于这些绕组端部之间。

粗级绕组2例如可以通过预选择器9有选择地与调节绕组7连接或不连接、亦即桥接。因此，预选择器9构成粗选择器。

附图标记列表

1 切换布置系统

1.1/1.2 1的第一/第二连接端子

2 10的第一绕组、调节绕组、粗级绕组

2.1 2的抽头

2.2/2.3 2的第一/第二绕组接头

2.4 2的中间接头

3 引线

4 真空开关管

4.1/4.2 4的固定触点/运动触点

5 断开器

6 阻抗

7 10的第二绕组、主绕组、调节绕组

7.1 7的抽头

8 10的次级侧

9 预选择器

9.1/9.2/9.3/9.4 9的第一/第二预选择器端子/基极端子/预选择器

触点

10 可调式变压器

11 有载分接开关

12 有载转换器

13 精选择器

14 变压器壳体

15 14的内部

16 马达驱动装置

17 14的外壁

18 11的盖

19 24的触点

20 极性转子

21 20的下支架板

22 20的上支架板

23 驱动轴

24 支承壳体

25 凸轮缸

26 25的上边缘

27 26的轮廓

28 操纵杠杆

29 滚子

30 28的第一端部

31 28的第二端部

32 接通触点

33 支架

34 27的第一轮廓区段

34' 27的第一中间区段

35 27的第二轮廓区段

35' 27的第二中间区段

36 27的第三轮廓区段

36' 27的第三中间区段

37 27的第四轮廓区段

37' 27的第四中间区段

38 27的第五轮廓区段

38' 27的第五中间区段

39 27的第六轮廓区段

39' 27的第六中间区段