EP4200886B1 - Changeur de prises en charge et procédé pour actionner un changeur de prises en charge - Google Patents

Changeur de prises en charge et procédé pour actionner un changeur de prises en charge

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EP4200886B1
EP4200886B1 EP21755981.4A EP21755981A EP4200886B1 EP 4200886 B1 EP4200886 B1 EP 4200886B1 EP 21755981 A EP21755981 A EP 21755981A EP 4200886 B1 EP4200886 B1 EP 4200886B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching element
semiconductor switching
fixed contact
load
selector arm
Prior art date
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Application number
EP21755981.4A
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German (de)
English (en)
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EP4200886A1 (fr
EP4200886C0 (fr
Inventor
Christian Hammer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
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Application granted granted Critical
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Publication of EP4200886C0 publication Critical patent/EP4200886C0/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0016—Contact arrangements for tap changers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005—Tap change devices
    • H01H9/0027—Operating mechanisms

Definitions

  • the object of the invention is therefore to provide an improved concept for a tap changer that is easier to adapt to different applications.
  • the proposed load tap changer does not contain an ohmic resistance as a switching resistance, which requires a complex design, and can therefore be used in the same design within a selected power range up to a maximum load current and a maximum step voltage.
  • the first and second semiconductor switching elements are preferably designed as IGBT switching elements.
  • a varistor is arranged parallel to the first and second auxiliary branches.
  • Each fixed contact preferably has a first contact surface, which is located by the first A second contact surface can be contacted by the second voter arm.
  • the mechanical switching element in the main branch is designed as a permanent main contact or as a switch.
  • a method for operating a load tap changer designed according to the first aspect of the improved concept is specified.
  • the first and second semiconductor switching elements are actuated in a so-called "gap-lock" operation. Specifically, this means that the first semiconductor switching element is initially switched off, and the load current then flows through a varistor arranged in parallel with the first semiconductor switching element. Subsequently, the second semiconductor switching element is switched on, thus switching the load current to the second fixed contact.
  • the second semiconductor switching element is switched on after a defined duration in a range of, for example, 2 ⁇ s to 10 ⁇ s, preferably after 5 ⁇ s. Alternatively, it can be provided that the second semiconductor switching element is switched on as soon as it has been detected that the switching off of the first semiconductor switching element has been successfully completed.
  • the first and second semiconductor switching elements are actuated in a so-called "overlapping" operation. Specifically, this means that the second semiconductor switching element is switched on first, and a circulating current then flows. The rise of the circulating current is limited by the inductance of the stage, i.e., the portion of the regulating winding of the step-down transformer located between the first and second fixed contacts.
  • the second semiconductor switching element is preferably switched on at the zero crossing of the stage voltage.
  • the first semiconductor switching element is switched off, and the load current is thus switched to the second fixed contact.
  • the first semiconductor switching element is switched off after a defined duration in a range of, for example, 2 ⁇ s to 10 ⁇ s, preferably after 5 ⁇ s.

Landscapes

  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Protection Of Transformers (AREA)

Claims (9)

  1. Commutateur à gradins de charge (10) pour la commutation sans interruption entre les prises d'enroulement (N1 , ..., NJ , ..., NN ) d'un transformateur à gradins (1), comprenant :
    un commutateur de charge (20) pour effectuer une commutation d'un premier contact fixe (11) vers un deuxième contact fixe (12) du commutateur à gradins de charge (10),
    un sélecteur (30) pour présélectionner sans puissance les contacts fixes (11, 12), comprenant un premier bras de sélecteur (31) et un deuxième bras de sélecteur (32) qui peuvent être actionnés indépendamment l'un de l'autre et peuvent entrer en contact avec chacun des contacts fixes (11, 12),
    le
    le commutateur de charge (20) comporte, pour effectuer la commutation
    une branche principale (21) avec un élément de commutation mécanique (22), qui peut relier le premier bras de sélecteur (31) directement à une dérivation de charge (13) via l'élément de commutation mécanique (22),
    une première branche auxiliaire (23) avec un premier élément de commutation à semi-conducteur (24), qui est formée parallèlement à la branche principale (21) et peut relier directement le premier bras de sélection (31) à la dérivation de charge (13),
    une deuxième branche auxiliaire (25) avec un deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26), qui peut relier directement le deuxième bras de sélection (32) à la dérivation de charge (13).
    le commutateur à gradins de charge (10)
    une première position stationnaire dans laquelle le premier bras de sélection (31) et le deuxième bras de sélection (32) sont en contact avec le premier contact fixe (11) et le premier bras de sélection (31) est directement relié à la dérivation de charge (13) via la branche principale (21), et
    une deuxième position stationnaire dans laquelle le premier bras de sélection (31) et le deuxième bras de sélection (32) sont en contact avec le deuxième contact fixe (12) et le premier bras de sélection (32) est directement relié à la dérivation de charge (13) via la branche principale (21).
  2. Commutateur à gradins de charge (10) selon la revendication précédente, dans lequel un varistor (27) est disposé parallèlement à la première branche auxiliaire (23) et à la deuxième branche auxiliaire (25).
  3. Commutateur à gradins de charge (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'élément de commutation mécanique (22) est conçu comme un contact principal permanent ou comme un interrupteur.
  4. Procédé d'actionnement d'un commutateur à gradins de charge (10) qui est conçu selon l'une des revendications 1 à 3 précédentes, une commutation d'un premier contact fixe (11) vers un deuxième contact fixe (12) comprenant les étapes suivantes :
    activation d'un premier élément de commutation à semi-conducteur (24),
    commutation d'un deuxième bras sélecteur (32) sur le deuxième contact fixe (12) et ouverture d'un élément de commutation mécanique (22),
    actionnement du premier élément de commutation à semi-conducteur (24) et du deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26) de telle sorte qu'un courant de charge soit commuté du premier contact fixe (11) vers le deuxième contact fixe (12),
    commutation d'un premier bras de sélection (31) sur le deuxième contact fixe (12),
    fermeture de l'élément de commutation mécanique (22),
    désactivation du deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26).
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'actionnement du premier élément de commutation à semi-conducteur (24) et du deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26) s'effectue de telle sorte que
    le premier élément de commutation à semi-conducteur (24) est d'abord désactivé, puis le courant de charge circule via une varistance (27) disposée en parallèle avec le premier élément de commutation à semi-conducteur (24),
    puis le deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26) est activé.
  6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'actionnement du premier élément de commutation à semi-conducteur (24) et du deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26) s'effectue de telle sorte que
    le deuxième élément de commutation à semi-conducteur (26) est d'abord activé, puis un courant circulant dans le circuit,
    puis le premier élément de commutation à semi-conducteur (24) est désactivé.
  7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6 précédentes, la désactivation des éléments de commutation à semi-conducteurs (24, 26) s'effectuant au passage par zéro du courant.
  8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6 précédentes, la mise en circuit des éléments de commutation à semi-conducteurs (24, 26) s'effectuant lors du passage à zéro de la tension d'étage.
  9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8 précédentes, dans lequel, lors d'une commutation du deuxième contact fixe (12) vers le premier contact fixe (11), l'actionnement des bras de sélection (31, 32), des éléments de commutation à semi-conducteurs (24, 26) et de l'élément de commutation mécanique (22) s'effectue dans un ordre exactement inverse.
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DE (1) DE102020123455A1 (fr)
ES (1) ES3062919T3 (fr)
PL (1) PL4200886T3 (fr)
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