JP2662434B2 - サイリスタ転換スイッチ - Google Patents

サイリスタ転換スイッチ

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JP2662434B2 JP63504985A JP50498588A JP2662434B2 JP 2662434 B2 JP2662434 B2 JP 2662434B2 JP 63504985 A JP63504985 A JP 63504985A JP 50498588 A JP50498588 A JP 50498588A JP 2662434 B2 JP2662434 B2 JP 2662434B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、負荷電流が調整巻線の一調整ステップの
低または高電位の巻線タップと、タップ選択器の少なく
とも二つの接触子および二つの持続接触子から成る接続
部とを介して共通導線に導入でき、負荷電流が第一転換
スイッチの主接続端子と共通導線との間に配設されたバ
ランス回路へ短時間流れるように、第一転換スイッチに
より低電位のタップから高電位のタップへの切換が行わ
れ、第一転換スイッチの両方の接触子の一方がそれぞれ
タップ選択器の接触子と持続接触子との接続部に通じ、
変圧器の調整巻線を中断することなく切り換える負荷タ
ップ切換器の切換開閉器の回路配置に関する。
通常、負荷タップ切換変圧器では、負荷時の切換は電
圧下で機械的な切換開閉部材を用いて行われる。切り換
えるべき調整巻線にはタップ選択器に接続するタップが
あり、切換開閉器を介してタップを共通導線に選択的に
接続する。
この切換は必ず隣のタップ間で、つまり一ステップづ
つ行われる。このため、先ず、タップ選択器を用いて所
望のタップを予め選択する。その後、切換開閉器が限流
抵抗を暫定的に中間接続して選択されているタップから
予め選択するタップへの切換を行う。両方の最終位置で
は、限流抵抗が切換開閉器の主接触子を介して橋絡され
ているため、限流抵抗には負荷が加わらない。
タップ選択器と切換開閉器は、通常変圧器の容器に挿
入されていて、切換開閉器は本来の主ケースの中にあ
り、この主ケースの油充填部は変圧器の充填部からパッ
キングで分離されている。
この場合の難点は、切換時に生じる接触子の発火消耗
と、切換時に生じるアークにより油が汚れることにあ
る。それ故、確実な動作を保証するため、接触子と油を
一定の切換回数の後に交換する必要がある。その結果、
これにより変圧器を止めるので運転が中断する。
その他、負荷の切換が機械的な開閉部材とサイリスタ
の組み合わせで行われる構成も知られている。英国公開
特許第1 399 528号明細書により、そのような組み合わ
せを見ることができる。
英国特許第1 399 528号明細書に開示されている回路
配置は、タップ選択器の少なくとも二つの接触子と、二
つの持続接触子と、一つの限流抵抗、逆並列に接続され
た二つのサイリスタ、二つのトリガーダイオードおよび
サイリスタ制御接点から成るバランス回路とで構成され
ている。
タップ選択器は、同時に動くことのない二つの単極転
換スイッチで構成され、一方の転換スイッチの切換接触
子が他方の転換スイッチの切換接触子に接続し、調整巻
線の一調整ステップの各一つのタップに通じる。
二つのタップ選択器の主接続端子から一方の導電接続
が直接行われ、他方の他方のタップ選択器は限流抵抗を
介して両方の持続接触子の各一つの主接続端子に通じて
いる。
タップ選択器の接触子と持続接触子を介して、切換開
閉位置に応じて、直接、またはサイリスタ回路を介して
共通導線への接続が行われる。
中間位置では、持続接触子がサイリスタ回路を短絡す
る。持続接触子もサイリスタ駆動接点も駆動回転軸に固
定持続されている。
投入過程では、先ずサイリスタ群が負荷電流を引き受
ける。次いで、このサイリスタ群が遮断されて、負荷電
流が限流抵抗の電流通路を流れる。次の調整ステップの
予備選択は、タップ選択器の両方の接触子の一方が所望
のタップへ移ることにより行われる。サイリスタ回路は
この負荷電流を予め選択されたタップに切り換える。一
方のタップ選択器の接触子を介して負荷電流が流れる
間、タップ選択器の第二接触子は補償電流を流す。
この回路配置には種々の難点がある。切換過程では、
サイリスタ群に負荷電流と補償電流の加算値が加わる。
最終位置では両方のタップ選択器が一つのタップ上にあ
る。それ故、接触子の数が同じ場合、半分のタップしか
選択器の周りに来ない。更に、切換過程でタップ選択器
のこれ等の接触子はゆっくりした動きによりサイリスタ
の時間的な負担を少なくとも一桁高めるように、組み込
まれている。
機械的な開閉部材とサイリスタで負荷切換を行う他の
回路配置はドイツ特許第2 104 076号明細書に示してあ
る。
ここでも、負荷電流は調整巻線の調整ステップの巻線
タップとタップ選択器の接触子および持続接触子とを経
由して共通導線に導入される。通常の二つの限流抵抗の
代わりに、ここでは逆並列に持続されたサイリスタを有
する各一つのサイリスタ回路が配設されている。両方の
サイリスタ回路はそれぞれ一つの分離接触子を介して共
通導線へ接続されている。
切換の経過は論理回路で制御される。この経過は、負
荷電流が常時サイリスタで切り換えられ、次いで実行す
べき各切換過程に応じて持続接触子へ切り換えられる
か、予め持続接触子からサイリスタへ切り換わるように
行われる。
この場合の難点は、制御に必要な電子部品とその故障
し易さに大きなコストがかかる点にある。
他の難点は高電圧により電子部品が影響を受ける点に
ある。更に、変圧器の巻線の磁場によりサイリスタが誤
動作点弧をする恐れがある。
英国特許第1 007 496号明細書には負荷切換器の他の
回路配置が開示されている。ここでは、変圧器の調整巻
線の各タップから各一対の逆並列に接続されたサイリス
タへ導電接続が行われ、これ等のサイリスタの出力端が
共通導線に接続している。
変圧器の制御電流回路を介してこれ等のサイリスタは
開閉される。一つのステップから他方のステップへの切
換は、選択されたサイリスタ対を導通状態から非導通状
態に、そして予め選択されたサイリスタ対を非導通状態
から導通状態にして行われる。
この回路配置の難点は、技術的なコストが高く、制御
に必要な電子部品が故障し易い点にある。
ドイツ特許第23 27 610号明細書には、調整巻線の各
タップをそれぞれ共通導線に接続する二つの負荷分岐路
から成る構成が記載されている。各負荷分岐路には、タ
ップ選択器の一つの接触子、一つの分離接触子、および
サイリスタと持続接触子とから成る並列回路が直列に接
続されている。これ等のサイリスタは逆極にされてい
る。
二つの負荷分岐路の間には、転換スイッチを介して両
方の負荷分岐路の一方にそれぞれ並列接続された電流分
岐路が配設されている。この電流分岐路は、逆並列に接
続された二つのダイオードで構成され、これ等のダイオ
ードには電圧検出・トリガー装置の入力が並列に接続さ
れている。
上記の構成では、第一タップから第二タップに切換え
る開始時点で、第一タップないしは第一負荷分岐路に付
属する分離接触子および持続接触子が閉じている。前記
補助電流分岐路は同期転換スイッチを経由してこの負荷
分岐路に並列に接続されている。
第一負荷分岐路中の持続接触子を開くと、負荷電流は
補助電流分岐路に切り換わる。第二負荷分岐路中の分離
接触子を閉じると、第一サイリスタがトリガーし、同時
に同期転換スイッチの切換パルスは止む。この同期転換
スイッチは第一切換接触子から離れ、電流が第一サイリ
スタに切り換わる。第二負荷分岐路で第一サイリスタを
遮断し、第二サイリスタをトリガーすると、電流は第一
タップから第二タップに切り換わるので、タップ選択器
の第二接触子を介して第二サイリスタへ切り換わる。
その間、同期転換スイッチは第二切換接触子に達し、
負荷電流を補助電流分岐路が引き受ける。第一負荷分岐
路の分離接触子を開にし、第二負荷分岐路の持続接触子
を閉じて、切換過程は終了する。
この構成の難点は、複雑で故障の起きやすい電子装置
で初めて測定できる零クロス点のところで切換を行う必
要があるので、この切換をどんな運転状態でもどんな切
換時点でも保証することができない点にある。
米国特許第3 662 253号明細書にも負荷切換装置が記
載されている。この場合、一本の共通導線とタップ選択
器の二つの接触子との間に二つの真空スイッチが配設さ
れている。更に、共通導線と、切換開閉器を用いて各一
つのタップ選択器の接触子の間にあり、二つの真空スイ
ッチの一方にそれぞれ並列に接続できるように構成され
ているバランス回路がある。
このバランス回路には半導体開閉器と限流抵抗の直列
回路がある。この半導体開閉器には、発生する電流上昇
を制限するため、インピーダンスの大きいバイパス回路
がある。このバイパス回路のループは変流器の一次巻線
に結合し、二次巻線はグリッド制御装置に通じている。
このグリッド制御装置にはバイパス回路のループに挿入
される変流器の二次電流上昇を利用する制御回路があ
る。
負荷時タップ切換は、真空スイッチの互いに依存する
開閉運動の間、バランス回路を中間接続して行われる。
この米国特許第3 662 253号明細書には、負荷時タッ
プ切換変圧器のタップを切り換えるため、共通導線とタ
ップ選択器の接触子との間に二つの真空スイッチがある
高価なシステムも開示されている。ここでも、バランス
回路は二つの真空スイッチの一方にそれぞれ並列の回路
配置となるように、共通導線と転換スイッチの間に配設
されている。
このバランス回路は、純抵抗器と半導体開閉器の直列
回路で構成され、この直列回路は半導体開閉器に並列に
接続されている。切換過程中の電圧上昇を防止するた
め、この直列回路の半導体開閉器に並列に電圧制限回路
が設けてある。
二つの真空スイッチと共通導線との間の接続導線、お
よび電圧制限回路と共通導線との間の接続導線は、それ
ぞれ三つの変流器の対応する一つの一次巻線に結合して
いる。この変流器の二次巻線は、バランス回路の半導体
開閉器の適切な時にトリガーを行う三つのグリッド制御
装置の対応する一つにそれぞれ接続している。トリガー
の設定を適当にすると、真空スイッチの開閉期間中に負
荷電流が半導体開閉器を経由して流れるので、アークが
防止される。
米国特許第3 662 253号明細書に提唱されている回路
装置の難点は、技術的なコストが大きく、故障の生じや
すいことにある。
それ故、この発明の課題は、周知の装置の難点を排除
し、切換過程時にサイリスタの電圧と電流の負荷の最小
に維持し、変圧器の調整巻線を中断することなく切り換
えできる負荷時タップ切換器の切換開閉器の回路配置を
提供することにある。
上記の課題はこの発明により解決されている。これ
は、バランス回路が第二転換スイッチと、逆並列に接続
されたサイリスタを有する前記第二転換スイッチに対し
て直列のサイリスタ回路とで構成され、限流抵抗がバイ
パス・スイッチを介して共通導線に接続し、第二転換ス
イッチの一方の切換接点が直接主接続端子に接続し、前
記第二転換スイッチの他の切換接点が限流抵抗を介して
第一転換スイッチの主接続端子に接続していることに特
徴がある。
この回路配置により一方の調整ステップから他方の調
整ステップへアーク放電なしに切り換えるために使用す
る部材経費が比較的少なく維持される。もちろん、これ
により持続接触子の発火消耗も防止される。最終位置で
は、サイリスタに負荷が加わらない。何故なら、これ等
のサイリスタはそれぞれ並列に配設されている持続接触
子で橋絡されるからである。短絡電流によるサイリスタ
の負荷も抑制される。
120msの切換時間を基にして、周知の切換開閉器で使
用される機械的な開閉部材と限流抵抗を使用できる。
更に有利なことは、一回の切換過程で二回操作される
ただ一つのトリガー装置しか必要としない点にある。
更に発展させると、両方の持続接触子が他の切換接触
子にされている。
こうして、切換接触子を節約でき、更に簡単な方法で
負荷タップ選択器として構成される。
図面の助けを借りてこの発明のより詳しい説明を行
う。ここでは、第１図がこの発明による切換開閉器を示
し、第２図と第３図が付属するフローチャートである。
第１図は、調整巻線の調整ステップ13を示し、この巻
線の負荷電流が低または高電位の巻線タップ11,12と、
タップ選択器の少なくとも二つの接触子14,15および二
つの持続接触子9,10とを介して共通導線16へ流れる。低
電位の巻線タップから高電位の巻線タップへの切換は転
換スイッチ５で行われ、負荷電流は、転換スイッチ５の
主接続端子６と共通導線16との間に配設されているバラ
ンス回路17へ短時間流れる。転換スイッチ５の両方の接
触子7,8の各一つはタップ選択器の接触子14,15と持続接
触子9,10の接続部にそれぞれ通じている。
バランス回路17は、一つの転換スイッチ18と、逆並列
に接続されたサイリスタ2a,2bを有し、前記スイッチ18
に対して直列のサイリスタ回路２とで構成されている。
限流抵抗４はバイパス・スイッチ23を介して共通導線16
に接続している。転換スイッチ18の一方の切換接触子20
は直接転換スイッチ５の主接続端子６に、また他方の切
換接触子21は限流抵抗４を介して転換スイッチ５の主接
続端子６に接続している。
第２図と第３図のフローチャートから分かるように、
サイリスタ2a,2bをトリガーするスイッチング時間は非
対称にずれている。
二つの切換方向の上記の非対称と、転換スイッチ５の
最終接触子の切換は機械的に行われる。
以下では、第１図と第２図に基づき、調整巻線の調整
ステップ13のタップ11からタップ12へ切り換えることを
順をおって説明する。第２図の左側の記号は、第１図の
開閉器ないしはサイリスタと接触子に相当する。更に11
→12はタップ11から12への切換方向を意味する。サイリ
スタ回路２に関連する二つの領域のうち第一の領域はト
リガーパルスの期間を示し、第二領域はサイリスタを流
れる電流の期間を示す。
過程 Ａ タップ選択器の接触子14,15と持続接触子９は閉
じ、転換スイッチ５が主接続端子６を介して接触子７を
バランス回路17へ接続する。バランス回路17は非導通の
切換状態にある。転換スイッチ18は接点20を主接続端子
19に接続させる。サイリスタ回路２は非導通の切換状態
にある。バイパス・スイッチ23は閉じている。負荷電流
は調整巻線の調整ステップ13の巻線タップ11およびタッ
プ選択器の接触子14と持続接触子９を介して共通導線16
へ流れる。サイリスタ回路２がトリガーされる。
Ｂ 持続接触子９が開き、サイリスタ回路２が負荷電流
を引き受ける。
Ｃ サイリスタ回路２は最早トリガーされなく、次の零
クロス点まで電流を流し、その後、負荷電流が限流抵抗
４とバイパス・スイッチ23を流れる。
Ｄ 転換スイッチ18が開き、持続接触子10が閉じる。
負荷電流は補償電流ほど減少し、巻線タップ12,タップ
選択器の接触子15および持続接触子10を経由して共通導
線16へ流れる。補償電流は限流抵抗４と接触子23を流れ
る。
Ｅ 転換スイッチ18は主接続端子19を接触子21に接続
し、サイリスタ回路２が点弧する。
Ｆ バイパス・スイッチ23が開き、補償電流がサイリス
タ回路２を流れる。
Ｇ サイリスタ回路２はもはやトリガーされず、次の零
クロス点までバランス電流を流す。その後、負荷電流は
巻線タップ12,タップ選択器の接触子10および持続接触
子10を経由して共通導線16へ流れる。
Ｈ 転換スイッチ５は主接続端子６を接触子７から接触
子８に切り換える。
Ｉ 転換スイッチ18は接点21から接点20へ切り換わりバ
イパス・スイッチ23は閉じるので、バランス回路が次の
タップ切換のために準備されている。
第１図のバランス回路に対して以下の関係が当てはま
る。
サイリスタ回路２の電流印加期間:tL＝15÷20ms サイリスタ回路２の電圧印加:UTH＝ILxRU 補償電流によるサイリスタ回路２の負荷 バランス電流の印加期間:tA＝５÷15ms ここで、 tL 電流印加期間 IL 負荷電流 IA バランス電流 UTH サイリスタの電圧 EST ステップ電圧 RU 限流抵抗 tA バランス電流の印加期間 である。
第１図と第２図に基づき、調整巻線の調整ステップ13
のタップ11からタップ12へ切り換える他の実施例を説明
する。
過程Ａ〜Ｃは切換過程の前記説明と同じである。それ
以外の過程は以下のようになる。
Ｄ 転換スイッチ18が主接続端子19を接点20から接点21
へ切り換える。サイリスタ回路２はトリガーされる。
Ｅ バイパス・スイッチ23が開き、サイリスタ回路２は
負荷電流を引き受ける。
Ｆ 持続接触子10が閉じ、負荷電流がバランス電流だけ
減少し、タップ12,タップ選択器の接触子15および持続
接触子10を経由して共通導線16へ流れる。サイリスタ回
路２はバランス電流を流す。
Ｇ サイリスタ回路２は最早トリガーされず、次の零ク
ロス点までバランス電流を流す。
Ｈ 転換スイッチ５は主接続端子６を接触子７から接触
子８へ切り換える。
Ｉ 転換スイッチ18は接点21から接点20に切り換える。
バイパス・スイッチ23が閉じるので、バランス回路は次
のタップ切換のために準備されている。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】負荷電流が調整巻線の一調整ステップ（1
    3）の低または高電位の巻線タップ（11,12）および少な
    くとも二つのタップ選択器の接触子（14,15）と二つの
    持続接触子（9,10）から成る接続部を介して共通導線
    （16）に導入でき、負荷電流が第一転換スイッチ（５）
    の主接続端子（６）と共通導線（16）との間に配設され
    たバランス回路（17）へ短時間流れるように、第一転換
    スイッチ（５）により低電位のタップ（11）から高電位
    のタップ（12）への切換が行われ、第一転換スイッチ
    （５）の両方の接触子の一方がそれぞれタップ選択器の
    接触子（14,15）と持続接触子（9,10）との接続部に通
    じ、変圧器の調整巻線を中断することなく切り換える負
    荷タップ切換器の切換開閉器の回路配置において、バラ
    ンス回路（17）が第二転換スイッチ（18）と、逆並列に
    接続されたサイリスタ（2a,2b）を有する前記第二転換
    スイッチに対して直列のサイリスタ回路（２）とで構成
    され，限流抵抗（４）がバイパス・スイッチ（23）を介
    して共通導線（16）に接続し、第二転換スイッチ（18）
    の一方の切換接点（20）が直接主接続端子（６）に接続
    し、前記第二転換スイッチ（18）の他の切換接点（21）
    が限流抵抗（４）を介して第一転換スイッチ（５）の主
    接続端子（６）に接続していることを特徴とする回路配
    置。
  2. 【請求項２】二つの持続接触子（9,10）は別な転換スイ
    ッチの接触子となっていることを特徴とする請求の範囲
    第１項に記載の回路配置。
JP63504985A 1987-06-25 1988-06-14 サイリスタ転換スイッチ Expired - Lifetime JP2662434B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT1601/87 1987-06-25
AT0160187A AT400496B (de) 1987-06-25 1987-06-25 Thyristor-lastumschalter

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JPH03500224A JPH03500224A (ja) 1991-01-17
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US (1) US5006784A (ja)
EP (1) EP0375687B2 (ja)
JP (1) JP2662434B2 (ja)
AT (2) AT400496B (ja)
BG (1) BG50510A3 (ja)
DE (1) DE3881052D1 (ja)
HU (1) HU203425B (ja)
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