(57)【要約】【課題】この発明は、機械式のタップ選択器と切替手段としてのサイリスターを有する負荷切換開閉器から成るサイリスタータップ切換器に関する。【解決手段】この発明においては、タップ選択器だけが油入り変圧器タンク内に収容されているのに対して、サイリスターを有する負荷切換開閉器は、タンクの側面に増設された形の別の容器内において空気中に置かれている。
2004520708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
随時の切り換え先の巻線タップを通電させることなく事前に選択するための機械式のタップ選択器と、負荷のかかった状態でそれまでの巻線タップから事前に選択した新しい巻線タップへ無中断で切り換えるための少なくとも一つの逆並列のサイリスター対を有する負荷切換開閉器とから構成される、負荷のかかった状態でタップ付変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換えるためのサイリスタータップ切換器において、
タップ選択器（４）だけが、タップ付変成器の変成器油を満たした変成器タンク（１）内に配置されていること、
それに対して、少なくとも一つの逆並列のサイリスター対（１６）を有する負荷切換開閉器（９）は、別の容器（８）内において空気中に収容されており、この容器は、変成器タンク（１）の横に、このタンクとはブッシング板（７）を介して分離された形で配置されていること、
ならびに、タップ選択器（４）から負荷切換開閉器（９）への接続配線（１０，１１，１２）は、ブッシング板（７）を介して敷設されていることを特徴とするサイリスタータップ切換器。
【請求項２】
前記の負荷切換開閉器（９）の少なくとも一つの橋絡抵抗器（１７）が、追加の別の部分容器（１９）内において空気中に収容されており、この部分容器側においては、この部分容器が間仕切り壁（１８）によって前記の容器（８）と仕切られていることを特徴とする請求項１に記載のサイリスタータップ切換器。
【請求項３】
前記の部分容器（１９）が、通風のための少なくとも一つの開口部（２０，２１）を備えていることを特徴とする請求項２に記載のサイリスタータップ切換器。
【請求項４】
通風のために、少なくとも一つの分離された通風装置を備えていることを特徴とする請求項３に記載のサイリスタータップ切換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、随時の切り換え先の巻線タップを通電させることなく事前に選択するための機械式のタップ選択器と、負荷のかかった状態でそれまでの巻線タップから事前に選択した新しい巻線タップへ実際に無中断で切り換えるための切換手段としてのサイリスターを有する負荷切換開閉器とから構成される、負荷のかかった状態でタップ付変成器の異なる巻線タップ間を無中断で切り換えるためのサイリスタータップ切換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、この分野のサイリスタータップ切換器は、電力回路の切換手段としての負荷切換開閉器のサイリスター以外に、機械式の接点、特に機械式のセレクタ接点を備えているので、ハイブリッドタップ切換器とも呼ばれる。ついでに言うと、例えば、国際公開第９５／２７９３１号で周知のような、所謂全サイリスター切換器もあり、それは可動の機械式の切換部品を無くしたものであるが、比較的大きく、構造上負担がかかり、実際には受け入れられておらず、それはそうとしてこの発明の対象でもないということにも言及しておく。
【０００３】
むしろ、この発明は、はじめに述べた種類のサイリスタータップ切換器、すなわちハイブリッドタップ切換器を課題としている。
【０００４】
一方、この種のサイリスタータップ切換器は、異なる動作原理を持つ二つの別々の種類の構成機器に分けることができる。
【０００５】
まず最初に、転流の原理にもとづき動作するサイリスタータップ切換器は、ドイツ特許第３２２３８９２号明細書において周知である。その場合、負荷切換開閉器の一つの分岐における逆並列に接続されたサイリスター対を別の分岐におけるそれぞれ別のサイリスター対に、負荷電流を制御して転流させることにより、負荷の切り換えが行われ、その名前はこのことから由来している。この種のタップ切換器は、８０年代に時々、所謂ブッシング型として製造され、利用されていた。この場合、負荷切換開閉器の能動的な部分は、空気が入った容器内において、変成器タンクの上にあるブッシング型碍子支柱上に配置されている一方、この負荷切換開閉器の別の部分は、油入り変成器タンク内に沈められている。このブッシング型碍子支柱は、部分的に絶縁油を充填されるとともに、シリカゲルシートを介して外の空気と接している。能動的な部分の容器内には、負荷切換開閉器の電子構成部品を収容する支持フレームがある。ブッシング型碍子支柱自体は、フランジ構造上に固定され、上側をフランジ構造の蓋板で閉鎖された負荷切換開閉器の油室内には、接続接点を持つ支持ケージがある。しかし、そのような切換器は、所要の空間が非常に大きく、特に本来の変成器の上にある電子回路ケースと支持ケージおよび機械式の補助切換器を持つ装置の変成器内に沈んでいる部分との間の大きな磁器ブッシングによって制限される。それ以外にも、油で満たされた領域にある個々の構成部品への接近も難しく、その結果保守が複雑で手数のかかるものとなる。全体として、この型式のものは、これまで受け入れられることができなかったものである。
【０００６】
さらに、二つの種類の構成機器のうちのもう一つのものとして、国際公開第９８／４８４３２号において、橋絡抵抗器を持つサイリスタータップ切換器が周知である。そこでは、橋絡抵抗器を並列に置いた、逆並列に接続した単一のサイリスター対が配備されている。特別な機械式の切換接点によって、サイリスター対だけでなく橋絡抵抗器も決まった切り換えシーケンスで作動され、当該の電流回路に切り換えられる。その際、橋絡抵抗器には、負荷の切り換え時には、短い時間の負荷電流が、続いて調整巻線のタップ電圧によって駆動される回路電流が流れる。この回路にもとづき、実際に作られたサイリスタータップ切換器の組立て構造は、会社の出版物である、 ELIN OLTC GMBH, Austria社の
「OLTC Hybrid-Diverter Switch with Thyristors 」、および雑誌「e & i 」の１９９９年の第１１号に掲載された論文「Hybrid-Transformatorstufenschalter TADS -
ein zukunftsweisendes  Konzept zur Verl ngerung   der Wartungsintervalle」において、周知である。その場合、完璧な使用法としては、切換器全体を油入り変成器タンク内に完全に沈めて使用するものと考えられている。この実施形態においては、サイリスターが高熱の変成器油に曝されることが欠点である。このことは、通常は約１００°Ｃまでの周辺温度でのみ確実に動作する、これらの電子構成部品の長期安定性を損なうものである。この問題は、単一の橋絡抵抗器、あるいは実際には大抵は複数ある橋絡抵抗器において、電流負荷によって相当のエネルギーが追加の熱量に換わり、それがサイリスターの機能を脅かすということにより、さらに悪化する。このことは、前述の周知のタップ切換器においては、規定の時間の間には限られた回数の負荷の切り換えしか実行できず、そのため橋絡抵抗器によって引き起こされる熱量の発生は、限界値を超えることはないという結果となる。これは、多くの工業的な利用例において望ましいことではない。また、この関連で、温度切換器を追加配備することが既に提案されており、それは、サイリスターの周囲がある一定の、しかも無害な限界温度を超えた場合に、タップ切換器のモーター駆動を停止し、その結果ハイブリッドサイリスター切換器を一時的に動作停止とするものである。同様に、このことは、そのような提案ではこの問題は解決されず、症状が治るだけであるということを全く度外視しても、多くの工業的な利用例においては実行可能ではないということは明白である。
【特許文献１】国際公開第９５／２７９３１号
【特許文献２】ドイツ特許第３２２３８９２号明細書
【特許文献３】国際公開第９８／４８４３２号
【非特許文献１】ELIN OLTC GMBH, Austria 社の「OLTC Hybrid-Diverter Switch  with Thyristors」
【非特許文献２】雑誌「e & i 」の１９９９年の第１１号に掲載された論文 「Hybrid-Transformatorstufenschalter TADS - ein zukunftsweisendes  Konzept zur Verlaengerung der Wartungsintervalle」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の課題は、前述の欠点を防止し、特にブッシングおよび碍子支柱の負担のかかる構成を克服し、その際コンパクトで保守し易い構成で、適切な寸法のサイリスターであれば、任意の回数の切り換えが順次実行可能である、はじめに述べた種類のサイリスタータップ切換器、すなわちハイブリッド切換器を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴を持つサイリスタータップ切換器によって解決される。従属請求項は、この発明の特に有利な追加構成に関するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の特に有利な点は、サイリスターを簡単な方法で高温の変成器油ならびに橋絡抵抗器から熱的に分離し、それに関して負担のかかる構造または特に大きなブッシング構成を必要としないということにある。この発明の特に有利な追加構成においては、橋絡抵抗器を分離して配置することによって、この抵抗で熱に換わるエネルギーを、自然または強制的な冷却系統、特に空冷により簡単に取り去ることができる。同時に、この熱が装置の別の部分に輻射し、その部分を必要以上に熱したり、あるいはサイリスターに害を与えることはないと保証されるものである。そのため、全体として、この発明にもとづくサイリスタータップ切換器により、サイリスターが短周期動作となった時にサイリスターの熱負荷能力限界が問題となることがなく、任意の多くの回数の負荷切り換えが順次実行可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下においては、実施例をもとにこの発明をさらに詳しく説明する。図面は、ここでは一つの橋絡抵抗器を持つ実施形態での、この発明にもとづくサイリスタータップ切換器を示している。
【００１１】
図の左にある灰色の背景の領域は、油入り変成器タンク１を示している。この中には、巻線２，３が図示されており、その右側の巻線は個別の巻線タップ１..ｎを持つタップ付調整巻線３を示している。これらの巻線タップ１..ｎは、それぞれサイリスタータップ切換器のタップ選択器４の固定接点Ｋ１..Ｋｎと電気的に接続している。これらの固定接点Ｋ１..Ｋｎは、周知の方法で二つの可動選択接点５，６によって接続を切り換えられる。この変成器タンク１の外側には、空気中で動作する本来の負荷切換開閉器９が、このタンクの横に増築され、ブッシング板７を介してタンクと接続される形で独立容器８内に配置されている。タップ選択器４から負荷切換開閉器９への電気接続配線１０，１１ならびに負荷分路１２は、ブッシング板７の別々の油密ブッシング１３，１４，１５を介して敷設されている。負荷切換開閉器９は、その時々のベースとなる回路にもとづき、様々な部品から構成される。図面の実施例においては、国際公開第９８／４８４３２号明細書で周知の回路が図示されている。この場合、Ｄ１とＤ２は、定常時主接点を表し、これらは安定動作時に定常電流を導通する、すなわち可動選択接点５または６の一つから負荷分路Ｌへの随時の接続を形成するものである。ＳＲは、負荷分路Ｌへのバイパス開閉器を表している。参照符号１６は、単一の逆並列に接続されたサイリスター対を表し、ＣＴとＣＲは二つの切換器を表している。この場合、切換器ＣＴの固定接点は、サイリスター対１６と、切換器ＣＲの固定接点は、橋絡抵抗器１７と電気的に接続されている。
【００１２】
ここに描かれたこの発明の特に有利な追加構成にもとづくと、追加の別の部分容器１９を間仕切り壁１８で仕切る形で独立容器８の横に配備し、その部分容器の中に橋絡抵抗器１７を同じく空気中に配置するものである。この部分容器１９の上部と下部には、開口部２０，２１が設けられており、その結果橋絡抵抗器１７を冷却するための独立した空気の流れが部分容器１９を通るようにすることができるものである。
【００１３】
図からは、この発明にもとづく特に簡単な構成の全体像が明らかとなる。サイリスタータップ切換器のタップ選択器４全体が、油入り変成器タンク１内に配置され、変成器油によって周囲を洗われる。このことによって、機械式の接点への注油ならびに装置全体の十分な電気的安定性が保証される。それに対して、本来の負荷の切り換えは、変成器タンク１の外側において空気中で、サイリスター対１６を用いて実行される。そのため、高温の変成器油のサイリスター対１６への悪影響が確実に排除される。これら二つの構成部品間の電気接続は、３本の電気接続配線１０，１１，１２をブッシング板７を通して敷設するだけなので、同じく特に簡単である。橋絡抵抗器１７を追加の別の部分容器１９内で、同じく空気中に配備することは、特に有利であることは、既に説明した。そのことにより、それを簡単に冷却できることが保証されるとともに、同様にサイリスター対１６へのあらゆる熱の影響が排除される。
【００１４】
この発明は、一つのサイリスター対、一つだけの橋絡抵抗器、および特別な構成の追加の機械式の切換器を有する、実施例で説明した周知の回路に限定されるものではない。同様に、この発明の枠組みにおいては、切り換え手段として如何なる構成の一つまたは複数のサイリスター対を持つどのような別の負荷切換開閉器でも、ならびに数量、回路および動作シーケンスに関係なく、どのような現存する別の機械式の開閉器または切換器でも利用可能である。同じく、個々のサイリスターに対するトリガー電圧の生起方法は、この発明の枠組みにおいては、多様な方法で解決可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一つの橋絡抵抗器を持つ実施形態での、この発明にもとづくサイリスタータップ切換器
【符号の説明】
【００１６】
１                油入り変成器タンク
２                巻線
３                タップ付調整巻線
４                タップ選択器
５，６            可動選択接点
７                ブッシング板
８                独立容器
９                負荷切換開閉器
１０，１１          電気接続配線
１２，Ｌ            負荷分路
１３，１４，１５  油密ブッシング
１６                逆並列に接続されたサイリスター対
１７                橋絡抵抗器
１８                間仕切り壁
１９              部分容器
２０，２１        開口部
１..ｎ              巻線タップ
ＣＴ，ＣＲ        切換器
Ｄ１，Ｄ２        定常時主接点
Ｋ１..Ｋｎ          固定接点
ＳＲ              バイパス開閉器
【国際公開パンフレット】
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2004520708.tif 000006
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2004520708.tif 000008
2004520708.tif 000009
2004520708.tif 000010
【国際調査報告】
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2004520708.tif 000012
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