[发明专利]包括分接开关装置的变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括分接开关装置的变压器，所述分接开关装置用于在该变压器的调节绕组的各部分之间进行无中断地转换。

背景技术

用于在可调式变压器的各绕组抽头之间进行无中断地转换的分接开关装置多年以来是已知的现有技术。对应的需要进行调节的可调式变压器在初级侧亦或在次级侧具有分级的调节绕组。在变压器的要调节的一侧上的绕组大体上包括固定部分、即主干绕组和具有多个绕组抽头的实际的调节绕组。这例如在2000年公布的出版物“Axel用于电力变压器的有载分接开关(On-Load Tap-Changers for Power Transformers)”中进行了详细地解释。

因此已建立的现有技术是，要调节的可调节变压器在其要调节的一侧上具有主干绕组和与该主干绕组串联的分级的调节绕组。

据此较早的分接装置具有用于在调节绕组的各个绕组抽头之间进行转换的机械开关元件，多年以来已开发出真空开关元件。在最近最后也提出用于在这样的绕组抽头之间进行无中断地转换的半导体开关元件。这样的半导体开关元件具有很多优点；转换可以在没有机械构件的情况下进行，然而所述半导体开关元件相对于超电压相对敏感。在现有技术中，这样的半导体开关元件总是在测试变压器而暴露于雷电电压的情况下以及在电网的瞬态下(例如在切换SF₆/真空断路器时)经受高负载。

发明内容

本发明的任务是给出一种包括分接开关装置的变压器，其中最小化在分接开关装置中使用的半导体开关元件的电负载。

该任务通过本发明按照权利要求1解决。从属权利要求涉及本发明的有利扩展方案。

本发明的基本构思是，将在变压器的要调节的一侧上的按照现有技术一体式的主干绕组分成两个相同的绕组部分并且在这些绕组部分之间设置调节绕组，而在所述调节绕组上又设置对应的分接开关装置。

本发明相对于现有技术提供了许多优点。首先，半导体开关元件可以不再被雷电电压波的全部幅值加载，因为一半主干绕组的相应阻抗被前置。由于主干绕组的准前置的部分也接收雷电电压波的一部分能量，因此开关元件的保护线路也可以具有较小的尺寸，这导致费用和空间的节省。此外也可以使用具有较小闭锁/反向电压的半导体开关元件，这是因为所述半导体开关元件主要应按照雷电电压负载、而不是按照耐受交流电压确定尺寸。

由于分成多部分的主干绕组的前置部分按照本发明如节流阀一样针对快速瞬态而作用在电源线上，因此所述半导体开关元件在该情况中也不被全部幅值和边沿陡度加载，这是因为各个绕组部分如前置的节流阀一样缓冲地作用。特别有利地，用于分成多部分的主干绕组的绕组设计对称地构造；由此最小化在短路情况中的力作用。按照本发明分成多部分的主干绕组的两个部分的制造可以有利地分配到各个位置上。

附图说明

接着要借助附图更详细地解释本发明。附图示出：

图1  按照本发明的包括分接开关装置的变压器的第一实施形式；

图2  本发明的另一种实施形式；

图3  在按照图2的实施方式中可取得的电压级的表格；

图4  本发明的第三实施形式。

具体实施方式

图1在本发明的第一实施形式中示出一种变压器，该变压器的初级侧和次级侧通过示意性表示的点划线彼此分开。在图左侧示出需要进行调节的初级侧。按照本发明设置分成多部分的主干绕组，其包括两个相同的主干绕组部分1、2。在各主干绕组部分之间设置通过虚线标示的分接开关装置3。在这里作为最简单的情况，分接开关装置3具有一个调节绕组4，该调节绕组由电桥形式的开关元件S包围。作为开关元件S例如可使用反并联晶闸管对、IGBT或类似物的半导体开关元件。在本发明的该最简单的情况中，调节绕组4可被接通或可被切断。在这里还示出开关5、所谓的黑启动开关，该开关保证变压器在调节器失效或半导体开关元件失效时也可以继续运行。在右侧表示次级线圈6。以附图标记7和8表示初级侧上的整个绕组结构的始端和末端。