分接開關制造技術

本發明專利技術涉及一種用于調節電壓的分接開關，包括在具有調節繞組的調節變壓器上的半導體開關元件。所述分接開關模塊化地構造，每個模塊分別包括調節繞組的一個部分繞組，該部分繞組可通過半導體開關元件接通或斷開。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于調節電壓的具有半導體開關元件的分接開關。
技術介紹
DE 22 48 166 A已公開了一種具有半導體開關元件的可調節的變壓器。在此次級繞組包括特定數量的調整繞組部分，其組合成一定數量的串聯的繞組組，每個繞組組具有兩個或三個并聯的調整繞組部分。在此，每個調整繞組部分設有一個無觸點的開關元件。在該文獻中還公開了另一種方案，其中，變壓器的次級繞組由一組串聯的調整繞組部分構成，每個調整繞組部分包括四個無觸點的開關元件。這樣裝配該裝置，使得可逆轉調整繞組部分端子上電壓的方向并且也可選擇性地跨接整個調整繞組部分。DE 25 08 013 A公開了另一種用于分級接通變壓器次級電壓的裝置。在此次級繞組也可以分為部分繞組組，并且也設置用于轉換的半導體開關元件。DE 197 47 712 C2描述了將類似的分接開關設置在構造成自耦變壓器的分接變壓器上。在此也設置單個的繞組部分，其可單個并且相互獨立地接通。除了調節繞組的固定抽頭外，在該裝置中還可附加地接通單獨的繞組部分。WO 95/27931公開了另一種用于不中斷地轉換負載的分接開關的不同實施方式，其中也使用晶閘管作為開關元件。借助反向并聯的晶閘管對可接通或斷開作為分接變壓器次級繞組的一部分的分接繞組的不同繞組部分。此外，為了在數量有限的已有繞組抽頭中實現盡可能精細分級的電壓調節，在該文獻中提出了一種被稱為“discrete circlemodulation”(離散的圓周調制)的方法，在其中這樣控制晶閘管，使得產生次級電壓的中間值。在由現有技術已知的解決方案中，半導體開關元件實際上實施傳統的機械式分接開關中機械選擇器弧刷(WSWerarm)的功能。借助半導體開關元件可接通或斷開調節繞組的各個繞組抽頭本身。也可將調節繞組分為可單獨接通的部分繞組。現有技術的缺點在于高的線路費用以及所需的半導體開關元件的特定調整。現有技術的另一缺點在于，當個別半導體開關元件出故障時，不能再進行調節或至少不能再進行令人滿意的調節。
技術實現思路
本專利技術的任務在于提供一種具有半導體開關元件的分接開關，該分接開關結構簡單。另外該分接開關應具有模塊化的、`可擴展的結構。最后，根據本專利技術的分接開關即使在個別半導體開關元件出故障時(在一定程度上作為緊急運行狀態)也可實現高的調節可靠性和調節精確性。該任務通過具有權利要求1的特征的分接開關得以解決。從屬權利要求涉及本專利技術特別有利的擴展方案。本專利技術的基本構思在于模塊化地構造分接開關。根據本專利技術的分接開關的各個模塊分別包括調節繞組的一個電氣部分繞組，所述部分繞組與調節繞組磁耦合，也就是說被安裝到相應的變壓器鐵芯柱上。它們在兩側還包括各一個與其并聯的跨接路徑，每個跨接路徑分別包括一個具有兩個半導體開關元件的串聯電路。在每個跨接路徑的串聯的開關元件之間分別引出一個中間抽頭。根據本專利技術的分接開關的第一模塊的一個中間抽頭與星形接點或者說負載線路連接。根據本專利技術的分接開關的最后的模塊的一個中間抽頭與應被調節的變壓器繞組的端部連接。第一模塊的另一中間抽頭與第二模塊的一個中間抽頭連接，第二模塊的另一中間抽頭與第三模塊的一個中間抽頭連接，第三模塊的另一中間抽頭與第四模塊的一個中間抽頭連接等，直至最后的模塊。根據本專利技術，各個模塊中的電氣繞組的尺寸是不同的。如果第一模塊中的繞組具有特定匝數，則第二模塊中的電氣繞組的匝數為整數倍。其它模塊中的匝數也是如此。特別有利的是，在存在三個模塊的情況下，模塊中的各個繞組的比值構造為1:3:6或 1:3:9。當設置四個模塊時，特別有利的是 所述模塊的繞組的比值為1:3:6:10。在本專利技術的范疇中，總體上構成根據本專利技術的分接開關的各個模塊的數量可改變。根據本專利技術的分接開關帶來一系列優點:首先無須特別構造調節變壓器的調節繞組、通常為高電壓繞組。分接開關本身具有簡單的、模塊化的結構并且易于適配不同的電壓級。因此日后也可調整已有的調節變壓器以適應變化的調節任務和調節范圍。此外，在連接根據本專利技術的分接開關時，只需少量導線連接變壓器繞組，省卻了迄今的從調節繞組的每個抽頭到分接開關或開關裝置的導線座。最后，在根據本專利技術的分接開關中可冗余地產生各個部分電壓，當在實際運行中出現根本無法避免的個別開關元件故障時，調節仍可大致繼續進行。附圖說明下面借助附圖示例性詳細說明本專利技術。附圖如下:圖1為根據本專利技術的包括部分模塊的分接開關的第一種實施方式；圖2為這種分接開關的接線表；圖3為改進的分接開關的另一接線表；圖4為根據本專利技術的分接開關的第二種實施方式；圖5為根據圖4的分接開關的轉換表；圖6為第一種根據本專利技術的分接開關的僅一個模塊；圖7為第二種根據本專利技術的分接開關的僅一個模塊；圖8為圖1所示的分接開關改進地設置在分接變壓器的調節繞組上。具體實施方式圖1示出待調節的包括低電壓繞組I和高電壓繞組2的變壓器，變壓器在此具有三個分開的部分繞組B1...B3，根據本專利技術的分接開關3連接到部分繞組上。虛線在此表示分接開關3的范圍，該范圍在此包括三個單個的模塊Ml、M2、M3。第一模塊Ml包括第一部分繞組Wl以及該部分繞組兩側的兩個跨接路徑，所述跨接路徑分別包括一個具有兩個半導體開關元件S1.1和S1.2或S1.3和S1.4的串聯電路。在兩個串聯的開關元件之間分別設置一個中間抽頭Ml.1或Ml.2。各個半導體開關元件在此以及在附圖中僅被示意性示為簡單的開關，其在實踐中包括并聯的晶閘管對、IGBT或其它半導體開關元件。但半導體開關元件也可分別包括多個這種單個半導體開關元件的串聯或并聯電路。中間抽頭Ml.2與星形接點4電連接。另一中間抽頭Ml.1與第二模塊M2的一個中間抽頭M2.1連接。第二模塊2相同地構造，其也包括一個部分繞組W2以及兩個分別具有兩個半導體開關元件S2.1和S2.2或S2.3和S2.4的串聯電路。同樣在相應串聯電路之間又設置中間抽頭M2.1和M2.2。如上所述，中間抽頭M2.1與第一模塊Ml連接。第二中間接頭M2.2在其側與第三模塊M3的中間抽頭M3.2連接。第三模塊M3也相同地構造，其也包括一個部分繞組W3以及兩個具有半導體開關元件S3.1和S3.2或S3.3和S3.4的串聯電路和位于半導體開關元件之間的中間抽頭M3.1和M3.2。第三并且在此最后的模塊M3的至今尚未提到的中間抽頭M3.1與高電壓繞組2的端部電連接。在此所描述的三個模塊Ml...M3的區別僅在于相應部分繞組Wl...W3的尺寸。第二模塊M2中的部分繞組W2在此具有第一模塊Ml中的部分繞組Wl的三倍匝數。第三模塊M3中的部分繞組W3在此具有第一模塊Ml中的部分繞組Wl的六倍匝數。圖2示出圖1中所示的根據本專利技術的分接開關的接線表。符號“O”表示相應的部分繞組未接通、即被跨接。符號“ + ”表示相應的部分繞組同向連接到高電壓繞組2。符號“一”表示相應的部分繞組反向連接到高電壓繞組2。在該接線表中示出十個電壓級，其通過向高電壓繞組2的分接電壓添加額外的部分電壓產生。所述部分電壓通過不同地接通、反接或跨接各個繞組部分Wl...W3 產生。可以看出，某些電壓級可冗余地、即通過不同的開關狀態產生。同樣可能但未在表中示出的是，向另一方向從高電壓繞組2中的電壓減去相應分級的部分電壓。因此在該本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·比斯科平格，J·馮布洛，D·多納爾，K·菲爾埃克，
申請(專利權)人：賴茵豪森機械制造公司，
類型：
國別省市：