KR102328437B1 - 스위칭 디바이스 - Google Patents
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Abstract
변압기 동작 도중에 적어도 3 개의 권선(31, 32, 33) 중 하나를 각각의 경우에 하나의 상(U, V, W)의 3 개의 메인 권선(21, 22, 23) 중 하나로 스위칭 하기 위한 스위칭 디바이스(100)로서,
적어도 하나의 섹션(11, 12, 13)이 스위칭될 각각의 상(U, V, W)에 대해 제공되되, 상기 섹션(11, 12, 13) 내에 고정 콘택(1U, 1V, 1W; 2U, 2V, 2W; 3U, 3V, 3W; 4U, 4V, 4W; 5U, 5V, 5W; 6U, 6V, 6W)이 배치되며;
상기 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)은 각자의 가동 스위치 콘택(8)을 이용하여 각각의 섹션(11, 12, 13) 내에서 선택적으로 연결가능하되, 상기 스위치 콘택(8) 각각은 스위칭 메커니즘(9)에 고정되고;
상기 메인 권선(21, 22, 23)의 각각이 상기 권선(31, 32, 33)의 각각에 선택적으로 연결가능하게 하기 위하여, 제 1 전선(71), 제 2 전선(72), 및 제 3 전선(73)은, 다양한 섹션(11, 12, 13)의 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선(71, 72, 73)을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션(11, 12, 13) 내의 상기 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)을 통전하도록 연결하는, 스위칭 디바이스(100).
적어도 하나의 섹션(11, 12, 13)이 스위칭될 각각의 상(U, V, W)에 대해 제공되되, 상기 섹션(11, 12, 13) 내에 고정 콘택(1U, 1V, 1W; 2U, 2V, 2W; 3U, 3V, 3W; 4U, 4V, 4W; 5U, 5V, 5W; 6U, 6V, 6W)이 배치되며;
상기 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)은 각자의 가동 스위치 콘택(8)을 이용하여 각각의 섹션(11, 12, 13) 내에서 선택적으로 연결가능하되, 상기 스위치 콘택(8) 각각은 스위칭 메커니즘(9)에 고정되고;
상기 메인 권선(21, 22, 23)의 각각이 상기 권선(31, 32, 33)의 각각에 선택적으로 연결가능하게 하기 위하여, 제 1 전선(71), 제 2 전선(72), 및 제 3 전선(73)은, 다양한 섹션(11, 12, 13)의 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선(71, 72, 73)을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션(11, 12, 13) 내의 상기 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)을 통전하도록 연결하는, 스위칭 디바이스(100).
Description
본 발명은 삼상 교류 네트워크용 전기 시스템, 이러한 전기 시스템에서 사용하기 위한 회로 장치, 및 회로 장치의 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 스위칭 디바이스에 관한 것이다.
DE 20 2011 005 058 U1 은 설정 디바이스를 가지는 변압기에 대해 기술한다. 이러한 변압기는 삼상 일차 권선, 삼상 제 1 이차 권선 및 탭 조절부가 있는 삼상 제 2 이차 권선을 포함한다. 각각의 이차 권선은 3 개의 개개의 권선들의 군을 가진다. 이러한 맥락에서 3 개의 독립적 스위칭 수단이 제공되는데, 이것들을 이용하여 제 1 및 제 2 이차 권선의 개개의 권선들의 군이 서로 다른 방식으로 연결될 수 있다.
콘택의 수가 많기 때문에 이러한 스위칭 수단은 복잡하고 정교한 구성을 가지며, 따라서 스위칭 수단이 적절하게 동작하도록 하는 것은 매우 어려운 일이다. 더욱이, 이것은 고가일 뿐만 아니라, 각각의 스위칭 수단을 별개로 제어하고 동작시키는 적은 복잡하기까지 하다. 추가적으로, 개개의 스위칭 수단을 설치하면 개개의 변압기 내에 아주 큰 공간을 차지하게 되고, 따라서 통상의 방법으로 수송하기에는 너무 커지게 된다.
변압기 동작 도중에 적어도 3 개의 권선 중 하나를 변압기의 한 상의 적어도 하나의 메인 권선으로 스위칭하는 스위칭 디바이스는 2005 년 6 월 발간된 "Advanced-Retard-Switch(ARS), Betriebsanleitung BA 274/01", imprint BA 274/01de, 0605 라는 명칭의 특허 출원인인 회사의 브로슈어에서 "진보된 리타드 스위치(Advanced Retard Switch; ARS)"라고 불리며 도 13 에 개략적으로 도시된다. 적어도 하나의 섹션이 스위칭될 각각의 상마다 제공된다. 각각의 섹션 내에는 스위칭될 각각의 상에 대한 고정 콘택들이 배치된다. 고정 콘택들은 각각 하나의 가동 스위치 콘택을 이용하여 각각의 섹션 내에서 선택적으로 연결가능한데, 이러한 스위치 콘택들 각각은 스위칭 메커니즘에 고정된다. 이러한 스위칭 디바이스는 온-부하 탭 절환기와 조합되어 그 외의 애플리케이션들에 대해 사용될 수 있다. 스위칭 디바이스는 주로, 예를 들어 상-천이 변압기와 같이 넓은 조절 범위를 가지는 애플리케이션들에서 조절 전압의 극성을 반전시키기 위하여 사용된다. 그러면 이것은 이중 반전 체인지오버 선택기(double reversing change-over selector)로서의 기능을 수행한다.
DE 1 788 013 C는 가능한 전압 스텝들의 개수를 증가시키기 위한 추가적 체인지오버 선택기를 가지는 탭 변압기용 탭 선택기를 기술한다. 여기서는, 가동 체인지오버 선택기 콘택들이 캐리어 프레임 내의 탭 선택기 열 주위의 세그먼트들에 각각 배치된다. 세분화된 디자인을 이용하기 때문에, 이들은 중간 체인지오버 선택기 콘택과 두 개의 추가적 체인지오버 선택기 콘택들 중 하나 사이를 선택적으로 연결할 수 있다. 여기에서 이용되는 캐리어 프레임은 복수 개의 수직 절연 막대 및 상부 및 하부 레버 암으로 이루어진다. 이러한 공지된 장치는 탭 선택기에 있는 체인지오버 선택기에 관한 것이지만, 전술된 "진보된 리타드 스위치"라고 불리는 스위칭 디바이스에 관한 것은 아니다.
DE 1 249 990 B는 다상 탭 변압기용 성상점(star-point) 회전식 오프-회로 탭-절환기를 기술하는데, 여기에서 고정 콘택들은 변압기의 각각의 상에 지정된 복수 개의 수평 레벨에서 중앙 오프-회로 탭-절환기 샤프트 주위에 원형으로 배치된다. 이러한 오프-회로 탭-절환기 샤프트는 가동 콘택을 보유하는데, 이것은 U-형 평면형 브라켓으로 이루어지고, 각각의 경우에 브라켓은 이제 두 개의 인접한 고정 콘택들을 전기적으로 통전하도록 연결한다. 권선 탭들 사이의 무부하 체인지오버 스위칭을 지원하는 이러한 성상점 회전식 오프-회로 탭-절환기는 "진보된 리타드 스위치"로서는 적합하지 않다.
DE 10 2007 023 124 A1은 변압기 동작 도중의 권선의 체인지오버 스위칭을 위한 두 개의 동작 포지션을 가지는 스위칭 디바이스를 기술하는데, 여기에서 관통-전류는 체인지오버 스위칭이 수행되는 경우 하나의 전류 경로로부터 다른 전류 경로로 정류된다. 이러한 맥락에서, 고정 콘택들이 절연 재료의 구조체 위의 회전가능한 스위칭 샤프트 주위에서 복수 개의 수평 레벨로 배치된다. 이러한 콘택들은 상부 및 하부 콘택 핑거들을 가지는데, 이들은 가동 스위치 콘택으로서의 역할을 하는 전도성 레일에 의하여 서로 멀어지게 될 수 있거나 연결될 수 있다.
EP 0 510 474 A1은 2 개의 삼상 전류 메인의 전압들 사이의 위상 변위를 설정하기 위한 설정 디바이스가 있는 삼상 변압기를 기술한다. 예를 들어, 변압기에는 주 권선과 탭 권선을 각각 포함하는 1 차 권선들이 있다. 설정 디바이스는 선택기 스위치를 포함한다. 선택기 스위치는 주기적 전치의 면에서 각 상황마다 주어진 주 권선의 하나의 인접 위상으로부터 다른 인접 위상에 탭 권선을 스위칭 오버하기 위해 장착된다.
DE 101 02 310 C1은 탭 변압기의 서로 다른 권선 탭들 사이에서 부하시 중단없이 스위칭 오버하기 위한 사이리스터 탭 전환기에 관한 것으로, 이것은 스위칭 오버될 각 권선 탭의 무-전력 사전 선택을 위한 기계식 탭 선택기, 및 이전 권선 탭으로부터 미리 선택된 새로운 권선 탭으로 부하시에 실제 무중단 스위칭 오버를 위한 스위칭 수단으로서의 사이리스터를 갖는 부하 전환 스위치로 이루어진다.
EP 0 510 474 A1은 2 개의 삼상 전류 메인의 전압들 사이의 위상 변위를 설정하기 위한 설정 디바이스가 있는 삼상 변압기를 기술한다. 예를 들어, 변압기에는 주 권선과 탭 권선을 각각 포함하는 1 차 권선들이 있다. 설정 디바이스는 선택기 스위치를 포함한다. 선택기 스위치는 주기적 전치의 면에서 각 상황마다 주어진 주 권선의 하나의 인접 위상으로부터 다른 인접 위상에 탭 권선을 스위칭 오버하기 위해 장착된다.
DE 101 02 310 C1은 탭 변압기의 서로 다른 권선 탭들 사이에서 부하시 중단없이 스위칭 오버하기 위한 사이리스터 탭 전환기에 관한 것으로, 이것은 스위칭 오버될 각 권선 탭의 무-전력 사전 선택을 위한 기계식 탭 선택기, 및 이전 권선 탭으로부터 미리 선택된 새로운 권선 탭으로 부하시에 실제 무중단 스위칭 오버를 위한 스위칭 수단으로서의 사이리스터를 갖는 부하 전환 스위치로 이루어진다.
본 발명의 목적은 유지보수가 쉽고 연결하거나 배선하기가 쉬우며 콤팩트한 구성을 가지는 스위칭 디바이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립항의 기술 요지에 의하여 달성된다. 본 발명의 유리한 개발예 및 실시예는 종속항에 기술된다.
본 발명은 변압기 동작 도중에 적어도 3 개의 권선 중 하나를 하나의 상의 3 개의 메인 권선 중 각 하나로 스위칭 하기 위한 스위칭 디바이스를 제안하며, 여기서
- 적어도 하나의 섹션이 스위칭될 각각의 상에 대해 제공되되, 상기 섹션 내에 고정 콘택이 배치되며;
- 상기 고정 콘택은 각자의 가동 스위치 콘택을 이용하여 각각의 섹션 내에서 선택적으로 연결가능하되, 상기 스위치 콘택 각각은 스위칭 메커니즘에 고정되고;
제 1 전선, 제 2 전선, 및 제 3 전선은, 다양한 섹션의 콘택이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션 내의 상기 콘택을 통전하도록 연결한다.
- 적어도 하나의 섹션이 스위칭될 각각의 상에 대해 제공되되, 상기 섹션 내에 고정 콘택이 배치되며;
- 상기 고정 콘택은 각자의 가동 스위치 콘택을 이용하여 각각의 섹션 내에서 선택적으로 연결가능하되, 상기 스위치 콘택 각각은 스위칭 메커니즘에 고정되고;
제 1 전선, 제 2 전선, 및 제 3 전선은, 다양한 섹션의 콘택이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션 내의 상기 콘택을 통전하도록 연결한다.
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상기 스위칭 디바이스는 제 1 전선, 제 2 전선, 및 제 3 전선을 가지는데, 이것들은 다양한 섹션의 콘택이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 스위칭 디바이스의 각각의 섹션 내의 상기 콘택을 통전하도록 연결한다.
스위칭 디바이스의 각각의 섹션을 이용하여 각각의 메인 권선으로 지정가능한 조절 권선은 요구에 따라 임의의 방식으로, 예를 들면 선형 회로, 체인지오버 선택기 회로로, 또는 거친/미세 체인지오버 선택기 회로로 형성될 수 있다. 각각의 조절 권선은 미세 조절이 가능하게 하는 복수 개의 탭들을 포함하는 것이 바람직하다.
스위칭 디바이스는 각각의 상마다 각각의 메인 권선을 가지는 변압기에서 사용될 수 있다. 개별 변압기가 각각의 상에 대해 제공되는 것도 고려할 수 있다. 그러면 변압기의 대응하는 메인 권선의 개개의 조절 권선은 스위칭 디바이스의 섹션들을 이용하여 각각의 상에 연결된다.
가능한 실시예에 따르면, 조절 동작은 스위칭 디바이스를 이용하여 섹션당 하나의 단일 가동 스위치 콘택을 이용하여 수행될 수 있다. 추가적으로, 잘못된 연결 또는 배선 때문에 오류가 발생할 위험성은 가능할 경우 크게 감소되거나 완전히 배제된다. 삼상 ARS에서, 다수의 라우팅된 케이블은 ARS에 있는 섹션들 사이의 브릿지에 의하여 대체될 수 있다.
제안된 스위칭 디바이스의 장점은, 스위칭 디바이스가 설치되는 변압기가 훨씬 더 콤팩트하게 구성될 수 있다는 것이다. 따라서 탱크를 제조하기 위한 재료와 탱크에 저장되는 오일의 양이 절약된다. 이론적으로는, 동일한 구조의 크기를 사용하여 더 큰 출력을 얻을 수 있다. 추가적으로, 케이블 라우팅과 연결의 복잡성이 감소된다.
각각의 가동 스위치 콘택은 필요에 따라 임의의 방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어 구리 레일을 포함할 수 있다.
여기에서,
- 제 1 메인 권선은 하드 배선을 통해 제 1 섹션과 연결되거나 연결될 수 있다;
- 제 2 메인 권선은 하드 배선을 통해 제 2 섹션과 연결되거나 연결될 수 있다;
- 제 3 메인 권선은 하드 배선을 통해 제 3 섹션과 연결되거나 연결될 수 있다; 그리고
- 제 1 조절 권선 또는 제 2 조절 권선 또는 제 3 조절 권선은 제 1 메인 권선의 또는 제 2 메인 권선의 또는 제 3 메인 권선의 스위칭 메커니즘과 통전하도록 연결될 수 있다.
여기에서,
- 3 개의 섹션의 각각은 도전성 선택기 브릿지를 가지는데, 이것은 배선을 통해 개별 메인 권선과 연결되거나 연결될 수 있다.
여기에서,
- 상기 제 1 전선은 각각의 경우에 섹션의 각각의 하나의 콘택을 연결하고, 상기 제 2 전선은 각각의 경우에 섹션의 각각의 하나의 콘택을 연결하며, 상기 제 3 전선은 각각의 경우에 섹션의 각각의 하나의 콘택을 연결한다.
여기에서,
- 복수 개의 콘택 바를 이루고 모든 섹션에 공통되는 절연 재료 구조체가 제공되고, 콘택 바의 적어도 일부는 상기 고정 콘택을 지닌다.
바람직하게는, 콘택 바는 스위칭 샤프트 주위에 배치되고, 콘택 바들 중 6 개는 해당 섹션의 고정 콘택들을 지닌다.
여기에서,
- 상기 스위칭 메커니즘은 대응하는 섹션이 중앙에 배치되는 회전가능한 스위칭 샤프트를 포함하거나 상기 스위칭 샤프트이다.
바람직하게는, 대응하는 섹션들은 직렬로 또는 가능한 경우 회전가능한 스위칭 샤프트의 축상 방향으로 겹쳐지게 배치된다.
여기에서,
- 각각의 선택기 브릿지는 각각의 경우에 서로에 대해 각도로 배치되는 제 1 암, 제 2 암, 및 제 3 암을 가지는 내부 선택기 브릿지일 수 있고;
- 상기 제 1 암은 하드 배선을 통해 상기 개별 메인 권선과 연결되거나 연결될 수 있다.
바람직하게는, 서로에 대한 암들의 각도는 120 도이다.
여기에서,
- 섹션들은 스위칭 샤프트의 축의 방향에서 서로 겹치게 배치될 수 있다.
여기에서,
- 스위치 콘택 중 적어도 하나는 커브형, 즉 아크 모양으로 형성될 수 있다.
회전 스위칭 이동을 위해서는, 가동 스위치 콘택이 커브형으로 형성된다면 유리하다.
여기에서,
- 스위치 콘택 중 적어도 하나는, 스위치 콘택이 콘택들의 콘택 핑거를 통해 각각의 섹션의 3 개의 연속적인 콘택을 접촉시키도록 원호를 형성한다.
콘택들의 크기 및 형상에 따라서, 원호는 바람직하게는 120 도의 영역에 속하는 범위를 가지는 각도를 기술한다. 만일 고정 콘택의 형상이 허용한다면, ±10 도의 편차가 있을 수 있다.
여기에서,
상기 제 1 섹션의 스위치 콘택은 상기 제 2 섹션의 스위치 콘택과 관련하여 주위 방향으로 120 도만큼 오프셋되고;
상기 제 2 섹션의 스위치 콘택도 상기 제 3 섹션의 스위치 콘택과 관련하여 상기 주위 방향으로 120 도만큼 오프셋될 수 있다.
연결 또는 배선이 이러한 실례에서 특히 간단해 진다.
여기에서,
스위치 콘택 중 적어도 하나는 각각의 경우에 절연 재료의 하나의 콘택 캐리어에 고정되고, 상기 콘택 캐리어는 상기 스위칭 샤프트와 회전불가능하도록 연결될 수 있다.
게다가, 스위칭 디바이스의 동작 방법이 제공되는데, 이러한 방법은
삭제
삭제
제 1 섹션의, 제 2 섹션의, 그리고 제 3 섹션의 스위칭 메커니즘이 이동되는 단계;
가동 스위치 콘택이, 각각의 섹션 내의 상기 스위칭 메커니즘을 이동시킴으로써 상기 섹션의 각각의 선택기 브릿지의 두 개의 상이하고 연속적인 암 사이에서 각각의 섹션 내에 배치되는 단계;
상기 스위치 콘택이, 개별 메인 권선이 상기 스위치 콘택과 연계하여 상기 스위칭 메커니즘을 이동시킴으로써, 상기 선택기 브릿지의 암을 통해 그리고 하드 배선을 통해 두 개의 섹션 내에 전기적으로 통전하게 접촉되도록 배치되는 단계를 포함한다.
여기에서,
상기 스위칭 메커니즘은 스위칭 샤프트로서 형성될 수 있고;
각각의 가동 스위치 콘택이 커브형으로 형성될 수 있으며;
상기 스위칭 샤프트는, 각각의 섹션 내의 스위치 콘택이 각각의 선택기 브릿지의 두 개의 상이하고 연속적인 암 사이에 배치되도록 회전될 수 있다.
여기에서,
상기 제 1 섹션의 스위치 콘택은 상기 제 2 섹션의 스위치 콘택과 관련하여 주위 방향으로 120 도만큼 오프셋되고;
상기 제 2 섹션의 스위치 콘택도 상기 제 3 섹션의 스위치 콘택에 대하여 주위 방향으로 120 도만큼 오프셋되어, 스위칭 샤프트를 회전시킬 경우 개별 메인 권선이 상기 배선을 통해 그리고 상기 선택기 브릿지의 암을 통해 상기 스위치 콘택을 이용하여 두 개의 섹션 내에 전기적으로 통전하게 접속되도록 할 수 있다.
배선 또는, 섹션의 서로로의 연결이 특히 간단히 수행될 수 있는 특히 바람직한 실시예에서는, 한 섹션의 가동 및 커브형 스위치 콘택은 각각의 경우에 다른 섹션의 가동 및 커브형 스위치 콘택과 관련하여 120 도만큼 오프셋된다. 따라서, 제 1 섹션의 가동 및 커브형 스위치 콘택은 제 2 섹션의 가동 및 커브형 스위치 콘택과 관련하여 주위 방향으로 120 도만큼 오프셋된다. 따라서, 제 2 섹션의 가동 및 커브형 스위치 콘택도 역시 제 3 섹션의 가동 및 커브형 스위치 콘택과 관련하여 주위 방향으로 120 도만큼 오프셋된다. 스위칭 샤프트가 회전되면, 선택기 브릿지의 암은 배선을 통하거나 연결을 통해 가동 및 커브형 스위치 콘택을 이용하여 두 개의 섹션 내의 개별 메인 권선과 전기적으로 통전하도록 접속된다.
게다가, 삼상 교류 네트워크용 전기 시스템이 제안되며, 여기서
교류 네트워크의 각각의 상에 대한 일차측 및 이차측을 가지는 변압기;
각각의 변압기에 대한 개별 변압기 하우징; 및
변압기에 연결되는 스위칭 디바이스를 포함하며,
일차측 및/또는 이차측은 각각의 상에서 메인 권선 및 조절 권선을 가지고;
스위칭 디바이스는 각각의 조절 권선을 메인 권선의 각각과 연결하도록 설계되며;
스위칭 디바이스는 변압기 하우징 중 하나 내에 또는 자신의 스위치 하우징 내에 배치된다.
이러한 시스템은 공간을 많이 절약하는 구성이 가능해지게 한다. 개개의 변압기는 정규 철로 트랙을 통해 수송이 이뤄질 수 있도록 특히 콤팩트하게 구성될 수 있다. 추가적으로, 이러한 스위칭 디바이스는 변압기의 배선이 용이하다는 장점을 가진다.
각각의 일차측 및/또는 각각의 이차측은 임의의 방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어 메인 권선 및 조절 권선을 포함할 수 있다. 일측, 즉 예를 들어 일차측 또는 이차측이 메인 권선 및 조절 권선을 포함하는 경우에, 타측, 즉 이차측 또는 일차측은 이제 단일 권선을 포함할 수 있고, 또는 이것도 메인 권선 및 조절 권선을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 일차측들이 메인 권선 및 조절 권선을 각각 포함하고 이차측들이 단일 권선을 각각 포함하거나; 이차측들이 메인 권선 및 조절 권선을 각각 포함하고 일차측들이 단일 권선을 각각 포함한다.
여기에서,
변압기 하우징 및/또는 스위치 하우징 중 적어도 하나는 절연 매질로 충진될 수 있다.
절연 매질은 임의의 방식으로 형성될 수 있고, 이것은 적어도 하나의 유체, 바람직하게는 예를 들어 변압기 오일 또는 에스테르, 및/또는 적어도 하나의 가스, 바람직하게는 SF6를 포함할 수 있다.
본원에 따라 설계된, 전기 시스템에 사용되기 위한 추가의 스위칭 디바이스가 제공되는데, 여기서
상기 스위칭 디바이스는 전기 시스템의 동작 도중에 조절 권선 중 적어도 하나 또는 조절 권선들을 각각의 경우에 하나의 상의 메인 권선 중 하나로 스위칭하도록 설계되거나 스위칭하는 역할을 수행하고;
적어도 하나의 섹션이 스위칭될 각각의 상에 대하여 제공되되, 상기 섹션 내에 고정 콘택이 배치되며;
고정 콘택들은 각각 하나의 가동 스위치 콘택을 이용하여 각각의 섹션 내에서 선택적으로 연결가능한데, 이러한 스위치 콘택들 각각은 스위칭 메커니즘에 고정되고;
제 1 전선, 제 2 전선, 및 제 3 전선은 다양한 섹션의 콘택이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션 내의 상기 콘택을 통전하도록 연결한다.
게다가, 삼상 교류 네트워크용 전기 시스템이 제안되며, 여기서
교류 네트워크의 각각의 상에 대한 일차측 및 이차측을 가지는 변압기;
각각의 변압기에 대한 개별 변압기 하우징; 및
변압기에 연결되는 스위칭 디바이스를 포함하며,
일차측 및/또는 이차측은 각각의 상에서 메인 권선 및 조절 권선을 가지고;
스위칭 디바이스는 각각의 조절 권선을 메인 권선의 각각과 연결하도록 설계되며;
스위칭 디바이스는 변압기 하우징 중 하나 내에 또는 자신의 스위치 하우징 내에 배치된다.
이러한 시스템은 공간을 많이 절약하는 구성이 가능해지게 한다. 개개의 변압기는 정규 철로 트랙을 통해 수송이 이뤄질 수 있도록 특히 콤팩트하게 구성될 수 있다. 추가적으로, 이러한 스위칭 디바이스는 변압기의 배선이 용이하다는 장점을 가진다.
각각의 일차측 및/또는 각각의 이차측은 임의의 방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어 메인 권선 및 조절 권선을 포함할 수 있다. 일측, 즉 예를 들어 일차측 또는 이차측이 메인 권선 및 조절 권선을 포함하는 경우에, 타측, 즉 이차측 또는 일차측은 이제 단일 권선을 포함할 수 있고, 또는 이것도 메인 권선 및 조절 권선을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 일차측들이 메인 권선 및 조절 권선을 각각 포함하고 이차측들이 단일 권선을 각각 포함하거나; 이차측들이 메인 권선 및 조절 권선을 각각 포함하고 일차측들이 단일 권선을 각각 포함한다.
여기에서,
변압기 하우징 및/또는 스위치 하우징 중 적어도 하나는 절연 매질로 충진될 수 있다.
절연 매질은 임의의 방식으로 형성될 수 있고, 이것은 적어도 하나의 유체, 바람직하게는 예를 들어 변압기 오일 또는 에스테르, 및/또는 적어도 하나의 가스, 바람직하게는 SF6를 포함할 수 있다.
본원에 따라 설계된, 전기 시스템에 사용되기 위한 추가의 스위칭 디바이스가 제공되는데, 여기서
상기 스위칭 디바이스는 전기 시스템의 동작 도중에 조절 권선 중 적어도 하나 또는 조절 권선들을 각각의 경우에 하나의 상의 메인 권선 중 하나로 스위칭하도록 설계되거나 스위칭하는 역할을 수행하고;
적어도 하나의 섹션이 스위칭될 각각의 상에 대하여 제공되되, 상기 섹션 내에 고정 콘택이 배치되며;
고정 콘택들은 각각 하나의 가동 스위치 콘택을 이용하여 각각의 섹션 내에서 선택적으로 연결가능한데, 이러한 스위치 콘택들 각각은 스위칭 메커니즘에 고정되고;
제 1 전선, 제 2 전선, 및 제 3 전선은 다양한 섹션의 콘택이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션 내의 상기 콘택을 통전하도록 연결한다.
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본 발명의 양태들 중 하나에 관련된, 특히 이러한 양태의 개개의 피쳐에 관련된 설명 및 예시는 본 발명의 다른 양태에 대해서도 역시 대응하도록 동일한 방법으로 적용된다.
후속하는 설명에서, 본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 이용하여 상세하게 설명된다. 그러나, 실시예의 개개의 피쳐는 개개의 실시예로 한정되지 않으며, 위에서 더욱 설명되는 개개의 피쳐 및/또는 다른 실시예의 개개의 피쳐와 연계되고 및/또는 결합될 수 있다. 도면의 각각의 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니라 예시로서 이해된다. 청구항에 포함되는 참조 문자는 절대로 보호 범위를 한정하려는 의도가 아니고, 도면에 도시되는 실시예를 단순하게 가리킬 뿐이다.
도 1 은 스위칭 디바이스가 있는 삼상 교류 네트워크용 제 1 시스템을 도시한다;
도 2 는 스위칭 디바이스가 있는 추가 전기 시스템을 도시한다;
도 3 은 스위칭 디바이스의 제 1 실시예를 도시한다;
도 4 는 스위칭 디바이스의 제 2 실시예를 도시한다;
도 5 는 스위칭 디바이스의 섹션의 제 1 실시예를 도시한다;
도 6 은 도 5 의 스위칭 디바이스의 섹션의 다른 도면이다;
도 7 은 스위칭 디바이스의 섹션의 제 2 실시예를 도시한다;
도 8 은 스위칭 디바이스가 3 개의 변압기에 연결되는 제 1 정지 상태에 있는 제 2 실시예에 따른 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 9 는 제 1 스위칭 페이즈에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 10 은 제 2 스위칭 페이즈에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 11 은 제 3 스위칭 페이즈에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 12 는 제 2 정지 상태에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다; 그리고
도 13 은 두 개의 "진보된 리타드 스위치(ARS)"를 가지는 공지된 스위칭 디바이스의 개략적인 예시도를 보여준다.
도 2 는 스위칭 디바이스가 있는 추가 전기 시스템을 도시한다;
도 3 은 스위칭 디바이스의 제 1 실시예를 도시한다;
도 4 는 스위칭 디바이스의 제 2 실시예를 도시한다;
도 5 는 스위칭 디바이스의 섹션의 제 1 실시예를 도시한다;
도 6 은 도 5 의 스위칭 디바이스의 섹션의 다른 도면이다;
도 7 은 스위칭 디바이스의 섹션의 제 2 실시예를 도시한다;
도 8 은 스위칭 디바이스가 3 개의 변압기에 연결되는 제 1 정지 상태에 있는 제 2 실시예에 따른 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 9 는 제 1 스위칭 페이즈에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 10 은 제 2 스위칭 페이즈에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 11 은 제 3 스위칭 페이즈에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다;
도 12 는 제 2 정지 상태에 있는 도 8 의 스위칭 디바이스를 도시한다; 그리고
도 13 은 두 개의 "진보된 리타드 스위치(ARS)"를 가지는 공지된 스위칭 디바이스의 개략적인 예시도를 보여준다.
도 1 에는 삼상 교류 네트워크용 전기 시스템(1)이 개략적으로 예시된다.
전기 시스템(1)은 스위칭 디바이스(100), 교류 네트워크의 각각의 상(U, V, W)에 대한 변압기(20U, 20V, 20W), 및 각각의 변압기(20U, 20V, 20W)에 대한 개별 변압기 하우징(60U, 60V, 60W)을 포함한다. 상(U, V, W)에 지정된 일차측(30U, 30V, 30W)은 각각 메인 권선(21, 22, 23) 및 조절 권선(31, 32, 33)을 포함한다. 스위칭 디바이스(100)를 이용하여, 메인 권선(21, 22, 23)은 각각의 경우에 조절 권선(31, 32, 33)과 직렬로 개별적으로 접속될 수 있다. 각각의 조절 권선(31, 32, 33)은, 도면에 도시되지 않는 온-부하 탭 절환기에 의하여 연결될 수 있다. 도면에 도시되지 않는 사전선택기가 각각의 메인 권선(21, 22, 23)과 각각의 조절 권선(31, 32, 33) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 사전선택기는 조절 권선(31, 32, 33)을 메인 권선(21, 22, 23)에 선택적으로 추가하거나 메인 권선으로부터 빼내기 위하여 사용될 수 있다. 추가적으로, 각각의 변압기(20U, 20V, 20W)는 이차측을 가지는데, 이것은 도면에 도시되지 않고 일차측(30U, 30V, 30W)으로부터 분리된다. 각각의 변압기 하우징(60U, 60V, 60W)에 각각의 일차측(30U, 30V, 30W) 및 이차측이 배치된다. 변압기 하우징(60U, 60V, 60W)은 예를 들어 액체 절연 매질로서 에스테르로 충진된다.
이러한 실시예에서 스위칭 디바이스(100)는, 각각의 조절 권선(31, 32, 33)이 지정된 메인 권선(21, 22, 23) 각각과 함께, 또는 다른 메인 권선(21, 22, 23)과 함께 선택적으로 연결가능하도록, 메인 권선(21, 22, 23) 및 조절 권선(31, 32, 33)으로써 연결된다. 스위칭 디바이스(100)는 개별 스위치 하우징(70) 내에 배치된다. 스위치 하우징(70)도 예를 들어 액체 절연 매질로서 에스테르로 충진된다. 조절 권선(31, 32, 33)은 성상점(star point; 10)과 전기적으로 통전하도록 접속된다.
추가 시스템(1)이 도 2 에 개략적으로 예시된다. 이러한 제 2 실시예는 제 1 실시예와 유사하며, 따라서 주로 차이점에 대해서 더 자세히 후술될 것이다.
이러한 실시예에서, 개별 스위치 하우징(70)이 제거되고, 스위칭 디바이스(100)는 예를 들어 변압기 하우징(60U) 내에 배치된다; 그러나, 필요에 따라 회로 장치는 다른 두 개의 변압기 하우징(60V, 60W) 중 하나에 배치될 수 있다.
도 3 에 도 1 에 있는 전기 시스템(1)의 스위칭 디바이스(100)가 개략적으로 예시된다.
스위칭 디바이스(100)는 스위칭될 각각의 상(U, V, W)에 대한 섹션(11, 12, 13)을 포함하고, 섹션(11, 12, 13)에서 고정 콘택(1U, 1V, 1W; 2U, 2V, 2W; 3U, 3V, 3W; 4U, 4V, 4W; 5U, 5V, 5W; 6U, 6V, 6W), 각각의 섹션(11, 12, 13) 내의 가동 스위치 콘택(8), 스위칭 메커니즘(9), 및 3 개의 전선(71, 72, 73)이 배치된다.
각각의 섹션(11, 12, 13)에서, 고정 콘택(1U,…, 6W)은 커브형의 가동 스위치 콘택(8)에 의하여 각각 선택적으로 연결가능한데, 가동 스위치 콘택은 스위칭 메커니즘(9)에 고정된다. 각각의 섹션(11, 12, 13) 내에서, 제 1 전선(71), 제 2 전선(72), 및 제 3 전선(73)은, 다양한 섹션(11, 12, 13)의 콘택(1U,…, 6W)이 각각의 경우에 전선(71, 72, 73)을 이용하여 한 번 접촉되도록 콘택(1U,…, 6W)을 통전하도록 접속시킨다.
스위칭 디바이스(100)는 제 1 라인(71, 72, 73)을 가지는 섹션(11, 12, 13)의 배선이 단순해지게 한다. 스위칭 디바이스(100)를 이용하면, 도 1 에 도시되는 바와 같이, 제 1 상(U)의 제 1 메인 권선(21), 제 2 상(V)의 제 2 메인 권선(22), 및 제 3 상(W)의 제 3 메인 권선(23)을 3 개의 변압기(20U, 20V, 20W)의 제 1 조절 권선(31), 제 2 조절 권선(32), 및 제 3 조절 권선(33)에 선택적으로 연결하는 것이 의도되고 가능해진다.
이러한 실시예에서, 3 개의 섹션(11, 12, 13)의 각각은 3 개의 암(41, 42, 43)이 있는 선택기 브릿지(15)를 포함하는데, 이러한 암을 통해서 섹션(11, 12, 13)이 하드 배선을 통해 각각 지정된 메인 권선(21, 22, 23)과 전기적으로 통전하도록 접속된다. 각각의 선택기 브릿지(15)는 삼각형, 바람직하게는 이등변 삼각형을 형성한다.
도 3 에서, 스위칭 디바이스(100)는 정지 상태에서 도시된다. 예를 들어 스위칭 샤프트(9)를 포함하는 스위칭 메커니즘은 각각의 섹션(11, 12, 13)에 대해 하나의 단일 스위치 콘택(8)을 지닌다. 이러한 정지 상태의 예시된 포지션에서, 제 1 섹션(11)의 스위치 콘택(8)은 고정 콘택(1U, 2U, 3U)을 접촉시키고, 이러한 고정 콘택(1U, 2U, 3U)을 통해 그리고 지정된 선택기 브릿지(15)를 통해 제 1 조절 권선(31)을 제 1 메인 권선(21)과 전기적으로 통전하도록 접속시킨다. 이러한 예시된 포지션에서, 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)은 고정 콘택(3V, 4V, 5V)을 접촉시키고, 이러한 고정 콘택(3V, 4V, 5V)을 통해 그리고 지정된 선택기 브릿지(15)를 통해 제 2 조절 권선(32)을 제 2 메인 권선(22)과 전기적으로 통전하도록 접속시킨다. 이러한 예시된 포지션에서, 제 3 섹션(13)의 스위치 콘택(8)은 고정 콘택(5W, 6W, 1W)을 접촉시키고, 이러한 고정 콘택(5W, 6W, 1W)을 통해 그리고 지정된 선택기 브릿지(15)를 통해 제 3 조절 권선(33)을 제 3 메인 권선(23)과 전기적으로 통전하도록 접속시킨다.
이러한 실시예에서, 제 1 섹션(11)의 스위치 콘택(8)은 주위 방향(R)에서 스위칭 샤프트(9) 중심으로 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)과 관련하여 120 도만큼 오프셋된다. 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)도 주위 방향(R)에서 제 3 섹션(13)의 스위치 콘택(8)과 관련하여 120 도만큼 오프셋된다.
이러한 구성에 의하여, 섹션(11, 12, 13)의 고정 콘택(1U,…, 6W)을 간단하고 명료한 방식으로 배선할 수 있다. 배선 오류도 역시 방지되거나 적어도 감소된다.
섹션(11, 12, 13)의 스위치 콘택(8)의 위에서 설명된 오프셋은 단지 가능한 일 실시예일 뿐이고 반드시 요구되는 것은 아니다. 또한, 각각의 섹션(11, 12, 13)에 있는 스위치 콘택(8)은 오프셋이 없이 스위칭 샤프트(9)에 배치될 수 있다. 이러한 실례에서, 라인(71, 72, 및 73)은 다른 방식으로 대응하도록 연결되어야 한다.
스위칭 디바이스(100)의 제 2 실시예가 도 4 에 개략적으로 예시된다. 이러한 제 2 실시예는 제 1 실시예와 유사하며, 따라서 주로 차이점에 대해서 더 자세히 후술될 것이다.
이러한 실시예에서, 각각의 선택기 브릿지(15)는 3점 성상(3-pointed star)을 형성한다.
도 5 및 도 6 에는 스위칭 디바이스(100)의 섹션(11, 12, 13) 중 하나의 제 1 실시예가 사시도로 개략적으로 예시되는데, 선택기 브릿지(15)는 도 5 에 도시되지 않는다. 스위칭 디바이스(100) 내의 섹션(11, 12, 13)은, 스위칭 샤프트(9)의 세로축에 대응하는 축 A의 방향에서 스위칭 열의 형태로 배치된다.
이러한 실시예에서, 섹션(11, 12, 13)은 절연 재료의 공통 구조체로부터 형성되는데, 이러한 구조체는 서로 병렬로 배치되는 복수 개의 콘택 바(19)를 포함한다. 도면에 도시된 장치에서, 콘택 바(19)는 원형 링(29)에 배치된다. 6 개의 콘택 바(19)가 도면에 예시된 실시예의 3 개의 섹션(11, 12, 13) 모두에 대해 제공된다. 각각의 고정 콘택(1U,…, 6W)은 다른 레벨에서 6 개의 콘택 바(19)에 고정되는데, 이들은 서로 나란하다. 기계적 안정성을 개선하기 위하여, 고정 콘택이 없는 다른 콘택 바를 제공하는 것도 가능하다. 각각의 섹션(11, 12, 13)이 스위칭될 하나의 상(U, V, W)에 대해 제공된다. 여전히 자유로운 콘택 바(19)는 소위 비어있는 바(vacant bar)인데, 이들은 이미 전술된 바와 같이 전체 스위칭 디바이스(100)의 강성을 개선하는 역할을 한다. 스위칭 디바이스(100)의, 그리고 따라서 각각의 섹션(11, 12, 13)의 중앙에 스위칭 샤프트(9)가 위치되는데, 이것은 각각의 섹션(11, 12, 13)에서 회전되지 않도록 고정되는 콘택 캐리어(17)를 보유한다. 커브형 스위치 콘택(8)은 이러한 콘택 캐리어(17)의 각각에 고정된다. 이러한 실시예에서, 스위치 콘택(8)은 약 120 도의 원호 위에 연장되어, 콘택 핑거(16)가 각각의 경우에 각각의 섹션(11, 12, 13)에서 정지 상태에 있는 3 개의 인접한 고정 콘택(1U,…, 6W)에 의하여 동시에 접촉됨으로써 인접한 고정 콘택(1U,…, 6W)이 이를 통하여 서로 전기적으로 통전하도록 접속되게 한다.
스위칭 샤프트(9)는 도시되지 않는 드라이브에 의하여 작동된다. 각각의 스위치 콘택(8)은 고체, 전도성 재료, 바람직하게는 구리로 이루어진다. 콘택 바(19)와 콘택 캐리어(17)는 전기적으로 절연 재료로 이루어진다.
선택기 브릿지(15)(도 6)가 섹션(11, 12, 13)의 각각에 제공된다. 이러한 실시예에서, 선택기 브릿지(15)는 제 1 암(41), 제 2 암(42), 및 제 3 암(43)을 포함한다. 도면에 예시된 바와 같이, 이러한 암은 각각의 선택기 브릿지(15)에서 3점 성상처럼 배치될 수 있고, 또는 이들은 삼각형처럼, 예를 들면, 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 가능한 실시예에 따르면, 선택기 브릿지(15)는 스위치 콘택(8)과 함께 회전할 수 있다. 암(41, 42, 43)은 서로 각도 β로 배치되고 각각의 제 2 고정 콘택(2U, 2V, 2W; 4U, 4V, 4W; 6U, 6V, 6W)을 각각의 메인 권선(21, 22, 23)과 통전하도록 접속시킨다. 도면에 예시된 실시예에서, 각도 β는 120 도이다.
도 7 에는 스위칭 디바이스(100)의 섹션(11, 12, 13) 중 하나의 제 2 실시예가 사시도로 개략적으로 예시된다. 이러한 제 2 실시예는 제 1 실시예와 유사하며, 따라서 주로 차이점에 대해서 더 자세히 후술될 것이다.
이러한 실시예에서, 제 1 암(41), 제 2 암(42), 및 제 3 암(43)과 개별 메인 권선(21, 22, 23) 사이의 도전성 접속은 섹션(11, 12, 13)의 각각에서 추가적 고정 콘택(K1, K2, K3)을 이용하여 구현된다. 추가적으로, 이러한 고정 콘택(K1, K2, K3)은 접속 라인(L1, L2, L3)을 이용하여 동일한 콘택 바(19)에 배치되는 고정 콘택(2U, 2V, 2W; 4U, 4V, 4W; 6U, 6V, 6W)과 전기적으로 통전하도록 접속된다.
3 개의 변압기의 메인 권선(21, 22, 23) 및 조절 권선(31, 32, 33) 및 제 2 실시예에 따른 스위칭 디바이스(100)는 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 및 도 12 에서 다른 스위칭 페이즈로 개략적으로 예시된다.
도 8 은 제 1 정지 상태에 있는 스위칭 디바이스(100)를 도시한다. 스위칭 디바이스(100)를 이용하여, 제 1 상(U)의 제 1 메인 권선(21), 제 2 상(V)의 제 2 메인 권선(22), 및 제 3 상(W)의 제 3 메인 권선(23)을 제 1 조절 권선(31), 제 2 조절 권선(32), 및 제 3 조절 권선(33)에 선택적으로 연결하는 것이 의도된다. 조절 권선(31, 32, 33)은 성상점(10)과 전기적으로 통전하도록 접속된다. 이미 전술된 바와 같이, 각각의 조절 권선(31, 32, 33)은 거친 권선(coarse winding)으로서 또는 조절 권선으로서 형성될 수 있다.
3 개의 섹션(11, 12, 13)의 각각은 선택기 브릿지(15)(도 6 및 도 7 참조)를 가지는데, 이것은 제 1 메인 권선(21)제 2 메인 권선(22), 및 제 3 메인 권선(23)이 있는 선택기 브릿지(15)의 제 1 암(41)을 통해 각각의 경우에 가능한 경우 제 1 섹션(11), 제 2 섹션(12), 또는 제 3 섹션(13)과 하드 배선(25)을 통해 고정되고 전기적으로 통전하도록 접속된다.
도 8 의 제 1 정지 상태에서, 제 1 섹션(11)의 스위칭 메커니즘은 스위칭 샤프트(9)인데, 이것은 단일의 가동식이고 커브형인 스위치 콘택(8)을 보유한다. 이러한 포지션에서, 스위치 콘택(8)은 고정 콘택(1U, 2U, 3U)과 접촉하고 제 1 조절 권선(31)을 제 1 메인 권선(21)과 전기적으로 통전하도록 접속시킨다. 제 2 섹션(12)의 스위칭 샤프트(9)도 하나의 단일의 가동식이고 커브형인 스위치 콘택(8)을 보유하는데, 이것은 고정 콘택(3V, 4V, 5V)과 접촉하고 이러한 포지션에서 제 2 조절 권선(32)을 제 2 메인 권선(22)과 전기적으로 통전하도록 접속시킨다. 제 3 섹션(13)의 스위칭 샤프트(9)도 하나의 단일의 가동식이고 커브형인 스위치 콘택(8)을 보유하는데, 이것은 고정 콘택(1W, 6W, 5W)과 접촉하고 이러한 포지션에서 제 3 조절 권선(33)을 제 3 메인 권선(23)과 전기적으로 통전하도록 접속시킨다.
이러한 실시예에서, 제 1 섹션(11)의 스위치 콘택(8)은 주위 방향(R)에서 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)과 관련하여 120 도만큼 오프셋된다. 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)도 제 3 섹션(13)의 스위치 콘택(8)과 관련하여 주위 방향(R)에서 120 도만큼 오프셋된다. 이러한 구성에 의하여, 가능한 경우 섹션(11, 12, 13)의 고정 콘택(1U,…, 6W)을 간단하고 명료한 방식으로 배선하거나 연결할 수 있다. 또한, 배선 또는 연결에 오류가 발생하는 것이 감소되거나, 오류가 없어진다. 개별 섹션(11, 12, 13)의 스위치 콘택(8)의 위에서 설명된 오프셋은 단지 가능한 일 실시예일 뿐이고 반드시 요구되는 것은 아니다. 또한, 각각의 섹션(11, 12, 13)에 있는 스위치 콘택(8)은 오프셋이 없이 스위칭 샤프트(9)에 배치될 수 있다. 이러한 실례에서, 라인(71, 72, 73)은 다른 방식으로 대응하도록 연결되어야 한다.
도 9 내지 도 11 은 도 8 에 도시되는 제 1 정지 상태로부터 도 12 에 도시되는 제 2 정지 상태로의 체인지오버 스위칭을 보여준다.
도 9 는 제 1 스위칭 페이즈에 있는 스위칭 디바이스(100)를 도시한다. 도면에서 스위칭 샤프트(9)는 예를 들어 반시계방향으로 회전한다. 스위칭 샤프트(9)가 시계방향으로 회전하는지 반시계방향으로 회전하는지는 본 발명에서 중요한 것이 아니다. 스위칭 샤프트(9)의 회전 범위는 30 도이다. 제 1 섹션(11)에서, 스위칭 요소(8)는 제 1 고정 콘택(1U)을 벗어나고 여전히 제 2 고정 콘택(2U) 및 제 3 고정 콘택(3U)과 접촉하고 있다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 1 조절 권선(31)은 여전히 전도성 선택기 브릿지(15)를 통해 제 1 메인 권선(21)과 연결된다. 제 2 섹션(12)에서, 스위칭 요소(8)는 제 3 고정 콘택(3V)을 벗어나고 제 4 고정 콘택(4V) 및 제 5 고정 콘택(5V)과 여전히 접촉하고 있다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 2 조절 권선(32)은 여전히 전도성 선택기 브릿지(15)를 통해 제 2 메인 권선(22)과 연결된다. 제 3 섹션(13)에서, 스위칭 요소(8)는 제 5 고정 콘택(5W)을 벗어나고 제 6 고정 콘택(6W) 및 제 1 고정 콘택(1W)과 여전히 접촉하고 있다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 3 조절 권선(33)은 여전히 전도성 선택기 브릿지(15)를 통해 제 3 메인 권선(23)과 연결된다.
도 10 은 제 2 스위칭 페이즈에 있는 스위칭 디바이스(100)를 도시한다. 스위칭 샤프트(9)의 회전 범위는 60 도이다. 스위칭 샤프트(9)는 계속하여 반시계방향으로 회전한다. 제 1 섹션(11)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 2 고정 콘택(2U), 제 3 고정 콘택(3U), 및 제 4 고정 콘택(4U)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 1 조절 권선(31)은 여전히 전도성 선택기 브릿지(15)를 통해 제 1 메인 권선(21)과 연결된다. 제 2 섹션(12)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 4 고정 콘택(4V), 제 5 고정 콘택(5V), 및 제 6 고정 콘택(6V)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 2 조절 권선(32)은 여전히 전도성 선택기 브릿지(15)를 통해 제 2 메인 권선(22)과 연결된다. 제 3 섹션(13)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 6 고정 콘택(6W), 제 1 고정 콘택(1W), 및 제 2 고정 콘택(2W)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 3 조절 권선(33)은 여전히 전도성 선택기 브릿지(15)를 통해 제 3 메인 권선(23)과 연결된다.
도 11 은 제 3 스위칭 페이즈에 있는 스위칭 디바이스(100)를 도시한다. 스위칭 샤프트(9)의 회전 범위는 이제 90 도이다. 스위칭 샤프트(9)는 계속하여 반시계방향으로 회전한다. 제 1 섹션(11)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 2 고정 콘택(2U)을 벗어나고, 제 3 고정 콘택(3U) 및 제 4 고정 콘택(4U)과 여전히 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 1 조절 권선(31)은 제 1 메인 권선(21)과 더 이상 접촉하지 않는다. 제 2 섹션(12)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 4 고정 콘택(4V)을 벗어나고, 제 5 고정 콘택(5V)과 그리고 제 6 고정 콘택(6V)과 여전히 접촉된다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 2 조절 권선(32)은 제 2 메인 권선(22)과 더 이상 접촉하지 않는다. 제 3 섹션(13)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 6 고정 콘택(6W)을 벗어나고, 제 1 고정 콘택(1W)과 그리고 제 2 고정 콘택(2W)과 여전히 접촉된다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 3 조절 권선(33)은 제 3 메인 권선(23)과 더 이상 접촉하지 않는다.
도 12 는 도 9 내지 도 11 에 도시되는 스위칭 페이즈가 완료된 제 2 정지 상태에 있는 스위칭 디바이스(100)를 도시한다. 스위칭 샤프트(9)의 회전 범위는 이제 반시계 방향으로 120 도이다. 이러한 제 2 정지 상태를 얻어 내기 위하여, 스위칭 샤프트(9)는 도 11 의 제 3 스위칭 페이즈와 관련하여 추가적으로 30 도 반시계 방향으로 회전한다. 제 1 섹션(11)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 3 고정 콘택(3U), 제 4 고정 콘택(4U), 및 제 5 고정 콘택(5U)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 2 조절 권선(32)은 제 3 전선(73)을 통해 그리고 선택기 브릿지(15)를 통해 제 1 메인 권선(21)과 연결된다. 제 2 섹션(12)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 5 고정 콘택(5V), 제 6 고정 콘택(6V), 및 제 1 고정 콘택(1V)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 3 조절 권선(33)은 제 2 전선(72)을 통해 그리고 선택기 브릿지(15)를 통해 제 2 메인 권선(22)과 연결된다. 제 3 섹션(13)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 1 고정 콘택(1W), 제 2 고정 콘택(2W), 및 제 3 고정 콘택(3W)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 1 조절 권선(31)은 제 1 전선(71)을 통해 그리고 선택기 브릿지(15)를 통해 제 3 메인 권선(23)과 연결된다.
하나의 정지 상태로부터 다음 정지 상태로 스위칭 샤프트(9)를 회전시키는 것은 연속 이동을 이용하여 한 스텝으로 수행되도록 의도된다. 도 9 내지 도 11 에서 설명되는 것처럼 스위칭 샤프트(9)를 점진적으로 회전시키는 것도 가능하다. 이렇게 하면 스위칭 샤프트(9)의 기능성을 검사할 수 있을 것이다.
도시되지 않는 제 3 정지 상태, 스위칭 샤프트(9)는 120 도 더 회전한 상태이다. 제 1 섹션(11)에서, 스위칭 요소(8)는 제 5 고정 콘택(5U), 제 6 고정 콘택(6U), 및 제 1 고정 콘택(1U)과 접촉된다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 3 조절 권선(33)은 제 2 전선(72)을 통해 그리고 선택기 브릿지(15)를 통해 제 1 메인 권선(21)과 연결된다. 제 2 섹션(12)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 1 고정 콘택(1V), 제 2 고정 콘택(2V), 및 제 3 고정 콘택(3V)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 1 조절 권선(31)은 제 1 전선(71)을 통해 그리고 선택기 브릿지(15)를 통해 제 2 메인 권선(22)과 연결된다. 제 3 섹션(13)에서, 스위칭 요소(8)는 이제 제 3 고정 콘택(3W), 제 4 고정 콘택(4W), 및 제 5 고정 콘택(5W)과 접촉한다. 스위칭 요소(8)의 이러한 포지션에서, 제 2 조절 권선(32)은 제 3 전선(72)을 통해 그리고 선택기 브릿지(15)를 통해 제 3 메인 권선(23)과 연결된다.
예를 들어, 제 1 메인 권선(21)이 제 1 조절 권선(31)에 연결되고, 제 2 메인 권선(22)이 제 2 조절 권선(32)에 연결되며, 제 3 메인 권선(23)이 제 3 조절 권선(33)에 연결되는 현재의 정지 상태로부터, 스위칭 디바이스(100)를 이용하고 연결을 이용하여, 또는 가능한 경우 섹션(11, 12, 13)의 배선을 이용하여, 메인 권선(21, 22, 23)의 각각을 스위칭 메커니즘(9)의 회전 방향을 선택함으로써 "좌측의" 개별 인접한 조절 권선(33, 31, 32) 또는 "우측의" 개별 인접한 조절 권선(32, 33, 31)과 접속시키는 것이 가능하다. 스위칭 디바이스(100)는 변압기 동작 도중에 작동한다. 변압기를 턴오프할 필요가 없다.
참조 부호 목록
1 전기 시스템
1U/1V/1W 상의 제 1 고정 콘택
2U/2V/2W 상의 제 2 고정 콘택
3U/3V/3W 상의 제 3 고정 콘택
4U/4V/4W 상의 제 4 고정 콘택
5U/5V/5W 상의 제 5 고정 콘택
6U/6V/6W 상의 제 6 고정 콘택
8 가동 스위치 콘택
9 스위칭 메커니즘, 스위칭 샤프트
10 성상점
11 제 1 섹션
12 제 2 섹션
13 제 3 섹션
15 선택기 브릿지
16 콘택 핑거
17 콘택 캐리어
19 콘택 바
20U/20V/20W 변압기
21 제 1 메인 권선
22 제 2 메인 권선
23 제 3 메인 권선
29 원형 링
30U/30V/30W 일차측
31 제 1 조절 권선
32 제 2 조절 권선
33 제 3 조절 권선
41 선택기 브릿지의 제 1 암
42 선택기 브릿지의 제 2 암
43 선택기 브릿지의 제 3 암
60U/60V/60W 변압기 하우징
70 스위치 하우징
71 제 1 전선
72 제 2 전선
73 제 3 전선
100 스위칭 디바이스
A 축
α 각도
β 각도
R 주위 방향
K1, K2, K3 고정 콘택
L1, L2, L3 접속 라인
U, V, W 상
Claims (20)
- 변압기 동작 도중에 적어도 3 개의 권선(31, 32, 33) 중 하나를 각각의 경우에 하나의 상(U, V, W)의 3 개의 메인 권선(21, 22, 23) 중 하나로 스위칭 하기 위한 스위칭 디바이스(100)로서,
적어도 하나의 섹션(11, 12, 13)이 스위칭될 각각의 상(U, V, W)에 대해 제공되되, 상기 섹션(11, 12, 13) 내에 고정 콘택(1U, 1V, 1W; 2U, 2V, 2W; 3U, 3V, 3W; 4U, 4V, 4W; 5U, 5V, 5W; 6U, 6V, 6W)이 배치되며;
상기 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)은 각자의 가동 스위치 콘택(8)에 의해 각각의 섹션(11, 12, 13) 내에서 선택적으로 연결가능하되, 상기 스위치 콘택(8) 각각은 스위칭 메커니즘(9)에 고정되고;
상기 메인 권선(21, 22, 23)의 각각이 상기 권선(31, 32, 33)의 각각에 선택적으로 연결가능하게 하기 위하여, 제 1 전선(71), 제 2 전선(72), 및 제 3 전선(73)은, 다양한 섹션(11, 12, 13)의 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)이 제 1, 제 2, 및 제 3 전선(71, 72, 73)을 이용하여 각각의 경우에 한 번씩 접촉되도록 각각의 섹션(11, 12, 13) 내의 상기 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)을 통전하도록 연결하는, 스위칭 디바이스(100). - 제 1 항에 있어서,
제 1 메인 권선(21)이 하드 배선(25)을 통해 제 1 섹션(11)과 연결되고;
제 2 메인 권선(22)이 하드 배선(25)을 통해 제 2 섹션(12)과 연결되며;
제 3 메인 권선(23)이 하드 배선(25)을 통해 제 3 섹션(13)과 연결되고;
상기 제 1 권선(31) 또는 상기 제 2 권선(32) 또는 상기 제 3 권선(33)은 상기 제 1 메인 권선(21)의 또는 상기 제 2 메인 권선(22)의 또는 상기 제 3 메인 권선(23)의 스위칭 메커니즘(9)과 통전하도록 연결가능한, 스위칭 디바이스(100). - 제 2 항에 있어서,
3 개의 섹션(11, 12, 13) 각각은, 상기 하드 배선(25)을 통해 상기 각각의 메인 권선(21, 22, 23)과 연결되는 도전성 선택기 브릿지(15)를 가지는, 스위칭 디바이스(100). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전선(71)은 각각의 경우에 각각의 섹션(11, 12, 13)의 각자의 콘택(2U…W)을 연결하고, 상기 제 2 전선(72)은 각각의 섹션(11, 12, 13)의 각자의 콘택(4U…W)을 연결하며, 상기 제 3 전선(73)은 각각의 섹션(11, 12, 13)의 각자의 콘택(6U…W)을 연결하는, 스위칭 디바이스(100). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
- 복수 개의 콘택 바(19)로 이루어지고 모든 섹션(11, 12, 13)에 공통인 절연 재료 구조체가 제공되고, 상기 콘택 바(19)의 적어도 일부는 상기 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)을 지니거나; 또는
- 상기 스위칭 메커니즘(9)은 대응하는 섹션(11, 12, 13)이 중앙에 배치되는 회전가능한 스위칭 샤프트(9) 이거나 상기 스위칭 샤프트를 포함하거나; 또는
- 복수 개의 콘택 바(19)로 이루어지고 모든 섹션(11, 12, 13)에 공통인 절연 재료 구조체가 제공되고, 상기 콘택 바(19)의 적어도 일부는 상기 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)을 지니고, 상기 스위칭 메커니즘(9)은 대응하는 섹션(11, 12, 13)이 중앙에 배치되는 회전가능한 스위칭 샤프트(9) 이거나 상기 스위칭 샤프트를 포함하는, 스위칭 디바이스(100). - 제 2 항에 있어서,
각각의 선택기 브릿지는 서로에 대해 각도(β)로 각각 배치되는 제 1 암(41), 제 2 암(42), 및 제 3 암(43)을 가지는 내부 선택기 브릿지(15)이고;
상기 제 1 암(41)은 하드 배선(25)을 통해 각각의 메인 권선(21, 22, 23)과 연결되는, 스위칭 디바이스(100). - 제 5 항에 있어서,
상기 섹션(11, 12, 13)은 상기 스위칭 샤프트(9)의 축(A)의 방향으로 서로 겹쳐지게 배치되거나; 또는
각각의 가동 스위치 콘택(8)이 커브형으로 형성되거나; 또는
상기 섹션(11, 12, 13)은 상기 스위칭 샤프트(9)의 축(A)의 방향으로 서로 겹쳐지게 배치되고 각각의 가동 스위치 콘택(8)이 커브형으로 형성되는, 스위칭 디바이스(100). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스위치 콘택(8) 중 적어도 하나는, 상기 스위치 콘택(8)이 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)의 콘택 핑거(16)를 통해 각각의 섹션(11, 12, 13)의 3 개의 연속적인 고정 콘택(1U…W; 2U…W; 3U…W; 4U…W; 5U…W; 6U…W)에 접촉하도록 원호를 형성하고;
상기 제 1 섹션(11)의 스위치 콘택(8)은 상기 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)에 대하여 주위 방향(R)으로 120 도만큼 오프셋되고; 및
상기 제 2 섹션(12)의 스위치 콘택(8)도 상기 제 3 섹션(13)의 스위치 콘택(8)과 관련하여 상기 주위 방향(R)으로 120 도만큼 오프셋되는, 스위칭 디바이스(100). - 제 5 항에 있어서,
스위치 콘택(8) 중 적어도 하나는 절연 재료의 각자의 콘택 캐리어(17)에 고정되고, 상기 콘택 캐리어(17)는 상기 스위칭 샤프트(9)와 회전불가능하도록 연결되는, 스위칭 디바이스(100). - 삭제
- 삭제
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- 삭제
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