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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-30
(54)【発明の名称】無電弧負荷時タップ切換器、切換制御方法及び電気機器
(51)【国際特許分類】
H01F 29/04 20060101AFI20250123BHJP
H01F 29/02 20060101ALI20250123BHJP
【ＦＩ】
H01F29/04
H01F29/02 C
H01F29/02 D
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024545209
(86)(22)【出願日】2023-02-16
(85)【翻訳文提出日】2024-07-26
(86)【国際出願番号】 CN2023076537
(87)【国際公開番号】W WO2023169174
(87)【国際公開日】2023-09-14
(31)【優先権主張番号】202210232941.2
(32)【優先日】2022-03-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】524283187
【氏名又は名称】李 暁明
【氏名又は名称原語表記】ＬＩ ＸＩＡＯＭＩＮＧ
【住所又は居所原語表記】Ｒｏｏｍ ２０２，Ｕｎｉｔ ３，Ｂｕｉｌｄｉｎｇ １６，Ｓｏｕｔｈ ａｒｅａ，Ｓｈｕｎｙｕ ｖｉｌｌａｇｅ，Ｓｈｕｎｙｕ Ｒｏａｄ，Ｓｈｉｚｈｏｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５０００２，Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】李 暁明
(57)【要約】
本発明は電力システムの送変電の技術分野に属し、無電弧負荷時タップ切換器、切換制御方法及び電気機器を提供する。無電弧負荷時タップ切換器は、少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含む。２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続される。前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続される。対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続され、前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続され、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項2】
２つの前記サイリスタ補助モジュールの一端は、いずれもマスタスイッチの切り換え前にフローティングするか、又は元々オンになったマスタスイッチに並列接続され、且つ２つのサイリスタ補助モジュールの両端の電圧はいずれもゼロであることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項3】
前記制御スイッチもロータリスイッチであり、前記制御スイッチの可動接点も回転軸に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項4】
マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点は合計で少なくとも２組に分けられ、各組の固定接点は対応するレールに取り付けられ、前記レールは、いずれも回転軸を中心とし、動かないように固定されることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項5】
１組あたりの固定接点の固定接点数は同じであることを特徴とする、請求項４に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項6】
各組の固定接点は、等弧度で対応するレールに取り付けられることを特徴とする、請求項４に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項7】
マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点が合計で２組に分けられた場合、対応する２つのレールにおける固定接点の弧度の関係は、０＜ΔＷ＜Ｗ１＜０．５Ｗ＜Ｗ２
ΔＷ＝（Ｗ－Ｗ２）
であり、ここで、Ｗ及びＷ１は、それぞれ第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度及び各固定接点の弧度であり、Ｗ２及びΔＷは、それぞれ第２レールにおける各固定接点の弧度及び固定接点の隙間の弧度であることを特徴とする、請求項４に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項8】
マスタスイッチの切り換え前に、前記無電弧負荷時タップ切換器の通常の動作状態は、回転軸上の１つの可動接点が１つの固定接点の中心線にあり、残りの可動接点がそれぞれ固定接点間の隙間の中心線にあることであることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項9】
回転軸上に合計で３つの可動接点がある場合、第１可動接点と第２可動接点は第３可動接点の両側に配置され、３つの可動接点の弧度の関係は、０＜ΔＷ＜Ｗ１可動＜０．５Ｗ＜Ｗ２可動
ΔＷ可動＝（Ｗ－Ｗ２可動）
であり、ここで、Ｗは第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度であり、Ｗ１可動、Ｗ２可動は第１可動接点及び第２可動接点の弧度であり、ΔＷ可動は第２可動接点間の隙間の弧度であることを特徴とする、請求項８に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項10】
固定接点の弧度は可動接点の弧度よりも大きいことを特徴とする、請求項４又は９に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項11】
固定接点の弧度は可動接点の弧度以下であることを特徴とする、請求項４又は９に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項12】
前記制御スイッチの開閉は制御機構により制御されることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項13】
前記制御機構は機械的連動機構であることを特徴とする、請求項１２に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項14】
前記機械的連動機構は偏向軸を含み、前記偏向軸は、回転軸に固定され且つ回転軸と共に回転し、前記偏向軸には、偏向軸の周りに回転可能なレバーアーム及びバネアームが取り付けられ、バネアームの一端には接点があり、前記接点は回転軸と共に回転して対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させることを特徴とする、請求項１３に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項15】
前記制御機構は、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現されることを特徴とする、請求項１２に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項16】
２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じであることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項17】
各サイリスタ補助モジュールは、逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端には、ＲＣ直列回路が並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが順次接続され、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間と別の制御スイッチの間には、さらに２つのツェナー・ダイオード及び１つの抵抗が直列接続され、２つのツェナー・ダイオードは逆方向に直列接続され、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応することを特徴とする、請求項１６に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項18】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法であって、回転軸を回転させるように制御して、対応する固定接点に対して接続又は離脱するように可動接点を駆動するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含むことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項19】
前記回転軸の回転方式は、時計回り回転及び反時計回り回転を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項20】
マスタスイッチを１回切り換えるプロセスは、対応する切替スイッチの可動接点を、対応する固定接点に接触させ、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチをオフにすることと、
オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第２制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオフにすることと、
設定された時間間隔が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、オンにすべきマスタスイッチをオンにすることと、
全ての制御スイッチをオフにし、対応する切替スイッチの可動接点が対応する固定接点に接触しなくなり、１回のマスタスイッチの切り換えが完了することと、を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項21】
マスタスイッチの切り換え前に、２つのサイリスタ補助モジュールの両端の電圧をいずれもゼロにすることを特徴とする、請求項１８に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項22】
少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに接続され、前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、マスタスイッチと、対応する切替スイッチとは連動するとともに同期して回転し、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項23】
前記制御機構は機械的連動機構であることを特徴とする、請求項２２に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項24】
前記機械的連動機構は偏向軸を含み、前記偏向軸は、回転軸に固定され且つ回転軸と共に回転し、前記偏向軸には、偏向軸の周りに回転可能なレバーアーム及びバネアームが取り付けられ、バネアームの一端には接点があり、前記接点は回転軸と共に回転して対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させることを特徴とする、請求項２３に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項25】
前記制御機構は、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現されることを特徴とする、請求項２２に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項26】
２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じであることを特徴とする、請求項２２に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項27】
各サイリスタ補助モジュールは、逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端には、ＲＣ直列回路が並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが順次接続され、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間と別の制御スイッチの間には、さらに２つのツェナー・ダイオード及び１つの抵抗が直列接続され、２つのツェナー・ダイオードは逆方向に直列接続され、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応することを特徴とする、請求項２６に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項28】
請求項２２から２７のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法であって、連動するとともに同期して回転するように対応するマスタスイッチ及び切替スイッチの開閉を制御するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含むことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項29】
複数の変圧器タップを含む電圧調整コイルと、前記電圧調整コイルに接続された無電弧負荷時タップ切換器と、を備え、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、請求項１から１７のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器であり、又は、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、請求項２２から２７のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器であることを特徴とする、電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本発明は、２０２２年３月９日に中国特許局に出願された、出願番号が２０２２１０２３２９４１．２であり、発明の名称が「無電弧負荷時タップ切換器、切換制御方法及び電気機器」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容の全てが参照によって本発明に組み込まれる。
本発明は、２０２２年３月９日に中国特許局に出願された、出願番号が２０２２１０２３２９４１．２であり、発明の名称が「無電弧負荷時タップ切換器、切換制御方法及び電気機器」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容の全てが参照によって本発明に組み込まれる。
【0002】
本発明は電力システムの送変電の技術分野に属し、特に無電弧負荷時タップ切換器、切換制御方法及び電気機器に関する。
【背景技術】
【0003】
この部分の記述は、本発明に関連する背景技術の情報を提供するものに過ぎず、必ずしも先行技術を構成するものではない。
【0004】
変圧器に負荷電流がある（負荷時）条件下で、変圧器における特定の電圧のタップを他の電圧のタップに切り換えるとともに、切り換え中に電力利用者への送電が停止しないように保証するには、負荷時タップ切換器（ｏｎ－ｌｏａｄ ｔａｐ ｃｈａｎｇｅｒ）の使用を必要とする。ここで、負荷時タップ切換器とは、変圧器の励磁又は負荷下での作動に適する、変圧器の巻線タップの接続位置を変更するための電圧調整装置を指す。その基本原理は、負荷電流が中断しないように保証した上で、変圧器の巻線におけるタップ間の切り換えを可能にし、これによって巻線の巻数、即ち、変圧器の電圧比を変化させ、最終的に電圧調整の目的を実現することである。
【0005】
従来の負荷時タップ切換器は、通常、抵抗遷移方式により電圧の異なる２つのタップの切り換えプロセスを実現する。しかしながら、抵抗遷移方式では、切換器の切り換え過程において電弧が発生するという欠点がある。
【0006】
出願番号がＣＮ２０１２１０５７９１９６５、ＣＮ２０１３１０５９７６８６２及びＣＮ２０１４１０２６０２６４０である特許文献の各々には、異なる無電弧負荷時タップ切換器が提供されている。しかし、油入負荷時タップ切換器は回転軸による駆動に適しており、発明者は、上記出願書類に提案された装置が主に接触器又はリレー接点から回路を構成する場合に用いられることを見出したので、接触器又はリレーから構成された無電弧負荷時タップ切換器が油入変圧器への使用に適していない。
【0007】
出願番号がＣＮ２０１８１０２９０４７０４である特許文献に提供された負荷時タップ切換器の解決手段には、回転軸により駆動される構造を備えるが、発明者は、該特許文献では、各種のスイッチがそれぞれ同期しない２つ又は３つの回転軸に分布し、一部の回転軸を回転させる必要がある時に、他の回転軸を静止させる必要があるため、動作構造がまだ複雑となり、そして、回転軸間の協調制御機構、回転軸の可動接点と固定接点との協働手段、及び制御スイッチの駆動手段に欠けていることを見出した。
【発明の概要】
【0008】
上記背景技術に存在する技術的課題を解決するために、本発明は、回転軸により駆動される油入変圧器に適用されており、動作構造が簡単であり、完全な切換プロセスを１回行う時間が短いという利点を有する無電弧負荷時タップ切換器、切換制御方法及び電気機器を提供する。
【0009】
上記目的を実現するために、本発明は下記技術的解決手段を採用している。
【0010】
本発明の第１態様は、無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
【0011】
１つ又は複数の実施例において、少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続され、
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続され、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない、第１の無電弧負荷時タップ切換器の構造を提供する。
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続され、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない、第１の無電弧負荷時タップ切換器の構造を提供する。
【0012】
一実施形態として、２つの前記サイリスタ補助モジュールの一端は、いずれもマスタスイッチの切り換え前にフローティングするか、又は元々オンになったマスタスイッチに並列接続され、且つ２つのサイリスタ補助モジュールの両端の電圧はいずれもゼロである。
【0013】
一実施形態として、前記制御スイッチもロータリスイッチであり、前記制御スイッチの可動接点も回転軸に設けられる。
【0014】
一実施形態として、マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点は合計で少なくとも２組に分けられ、各組の固定接点は対応するレールに取り付けられ、前記レールは、いずれも回転軸を中心とし、動かないように固定される。
【0015】
一実施形態として、１組あたりの固定接点の固定接点数は同じである。
【0016】
一実施形態として、各組の固定接点は、等弧度で対応するレールに取り付けられる。
【0017】
一実施形態として、マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点が合計で２組に分けられた場合、対応する２つのレールにおける固定接点の弧度の関係は、
０＜ΔＷ＜Ｗ１＜０．５Ｗ＜Ｗ２
ΔＷ＝（Ｗ－Ｗ２）
であり、ここで、Ｗ及びＷ１は、それぞれ第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度及び各固定接点の弧度であり、Ｗ２及びΔＷは、それぞれ第２レールにおける各固定接点の弧度及び固定接点の隙間の弧度である。
０＜ΔＷ＜Ｗ１＜０．５Ｗ＜Ｗ２
ΔＷ＝（Ｗ－Ｗ２）
であり、ここで、Ｗ及びＷ１は、それぞれ第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度及び各固定接点の弧度であり、Ｗ２及びΔＷは、それぞれ第２レールにおける各固定接点の弧度及び固定接点の隙間の弧度である。
【0018】
一実施形態として、マスタスイッチの切り換え前に、前記無電弧負荷時タップ切換器の通常の動作状態は、
回転軸上の１つの可動接点が１つの固定接点の中心線にあり、残りの可動接点がそれぞれ固定接点間の隙間の中心線にあることである。
回転軸上の１つの可動接点が１つの固定接点の中心線にあり、残りの可動接点がそれぞれ固定接点間の隙間の中心線にあることである。
【0019】
一実施形態として、回転軸上に合計で３つの可動接点がある場合、第１可動接点と第２可動接点は第３可動接点の両側に配置され、３つの可動接点の弧度の関係は、
０＜ΔＷ＜Ｗ１可動＜０．５Ｗ＜Ｗ２可動
ΔＷ可動＝（Ｗ－Ｗ２可動）
であり、ここで、Ｗは第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度であり、Ｗ１可動、Ｗ２可動は第１可動接点及び第２可動接点の弧度であり、ΔＷ可動は第２可動接点間の隙間の弧度である。
０＜ΔＷ＜Ｗ１可動＜０．５Ｗ＜Ｗ２可動
ΔＷ可動＝（Ｗ－Ｗ２可動）
であり、ここで、Ｗは第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度であり、Ｗ１可動、Ｗ２可動は第１可動接点及び第２可動接点の弧度であり、ΔＷ可動は第２可動接点間の隙間の弧度である。
【0020】
一実施形態として、固定接点の弧度は可動接点の弧度よりも大きい。
【0021】
一実施形態として、固定接点の弧度は可動接点の弧度以下である。
【0022】
一実施形態として、前記制御スイッチの開閉は制御機構により制御される。
【0023】
一実施形態として、前記制御機構は機械的連動機構である。
【0024】
一実施形態として、前記機械的連動機構は偏向軸を含み、前記偏向軸は、回転軸に固定され且つ回転軸と共に回転し、前記偏向軸には、偏向軸の周りに回転可能なレバーアーム及びバネアームが取り付けられ、バネアームの一端には接点があり、前記接点は回転軸と共に回転して対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させる。
【0025】
一実施形態として、前記制御機構は、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現される。
【0026】
一実施形態として、２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じである。
【0027】
一実施形態として、各サイリスタ補助モジュールは、逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端には、ＲＣ直列回路が並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが順次接続され、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲートの間には、さらに逆方向に直列接続された２つのツェナー・ダイオード、１つの抵抗及び別の制御スイッチが順に直列接続され、２つのツェナー・ダイオードは逆方向に直列接続され、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応する。
【0028】
本発明は、少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに接続され、
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、マスタスイッチと、対応する切替スイッチとは連動するとともに同期して回転し、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことを特徴とする、第２の無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、マスタスイッチと、対応する切替スイッチとは連動するとともに同期して回転し、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことを特徴とする、第２の無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
【0029】
一実施形態として、前記制御機構は機械的連動機構である。
【0030】
一実施形態として、前記機械的連動機構は偏向軸を含み、前記偏向軸は、回転軸に固定され且つ回転軸と共に回転し、前記偏向軸には、偏向軸の周りに回転可能なレバーアーム及びバネアームが取り付けられ、バネアームの一端には接点があり、前記接点は回転軸と共に回転して対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させる。
【0031】
一実施形態として、前記制御機構は、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現される。
【0032】
一実施形態として、２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じである。
【0033】
一実施形態として、各サイリスタ補助モジュールは、逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端には、ＲＣ直列回路が並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが順次接続され、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲートの間には、さらに逆方向に直列接続された２つのツェナー・ダイオード、１つの抵抗及び別の制御スイッチが順に直列接続され、２つのツェナー・ダイオードは逆方向に直列接続され、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応する。
【0034】
本発明の第２態様は、無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法を提供する。
【0035】
１つ又は複数の実施例において、本発明により提供される第１の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法は、
回転軸を回転させるように制御して、対応する固定接点に対して接続又は離脱するように可動接点を駆動するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含む。
回転軸を回転させるように制御して、対応する固定接点に対して接続又は離脱するように可動接点を駆動するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含む。
【0036】
一実施形態として、前記回転軸の回転方式は、時計回り回転及び反時計回り回転を含む。
【0037】
一実施形態として、マスタスイッチを１回切り換えるプロセスは、
対応する切替スイッチの可動接点を、対応する固定接点に接触させ、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチをオフにすることと、
オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第２制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオフにすることと、
設定された時間間隔が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、オンにすべきマスタスイッチをオンにすることと、
全ての制御スイッチをオフにし、対応する切替スイッチの可動接点が対応する固定接点に接触しなくなり、１回のマスタスイッチの切り換えが完了することと、を含む。
対応する切替スイッチの可動接点を、対応する固定接点に接触させ、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチをオフにすることと、
オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第２制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオフにすることと、
設定された時間間隔が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、オンにすべきマスタスイッチをオンにすることと、
全ての制御スイッチをオフにし、対応する切替スイッチの可動接点が対応する固定接点に接触しなくなり、１回のマスタスイッチの切り換えが完了することと、を含む。
【0038】
一実施形態として、マスタスイッチの切り換え前に、２つのサイリスタ補助モジュールの両端の電圧をいずれもゼロにする。
【0039】
本発明により提供される第２の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法は、
連動するとともに同期して回転するように対応するマスタスイッチ及び切替スイッチの開閉を制御するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含む。
連動するとともに同期して回転するように対応するマスタスイッチ及び切替スイッチの開閉を制御するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含む。
【0040】
本発明の第３態様は、電気機器を提供する。
【0041】
１つ又は複数の実施例において、電気機器は、
複数の変圧器タップを含む電圧調整コイルと、
前記電圧調整コイルに接続された無電弧負荷時タップ切換器と、を備え、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、上記のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器である。
複数の変圧器タップを含む電圧調整コイルと、
前記電圧調整コイルに接続された無電弧負荷時タップ切換器と、を備え、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、上記のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器である。
【0042】
従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。
【0043】
（１）本発明により提供される無電弧負荷時タップ切換器では、可動接点を回転軸に取り付け、回転軸と共に回転させて対応する固定接点と接続させることにより、従来の無電弧負荷時タップ切換器が油入変圧器への使用に適さないという問題が解決される。本発明に係る無電弧負荷時タップ切換器は、回転軸を駆動動力として採用し、最後に所定のタイミングに従って元々オンになったマスタスイッチ、切替スイッチ、制御スイッチ及びオンにすべきマスタスイッチを互いに対応して開閉するように制御することにより、開閉過程において電弧が発生しないこと、及びマスタスイッチ間を切り換えることを実現し、油入変圧器の油タンク内で各種のスイッチと接点を動作させることができる。
【0044】
（２）本発明により提供される無電弧負荷時タップ切換器については、従来の油入負荷時タップ切換器の基本構造をベースとし、本発明に係る無電弧負荷時タップ切換器を実現することができ、従来の油入非励磁タップ切換器の基本構造をベースとし、本発明に係る無電弧負荷時タップ切換器を実現することもできる。
【0045】
（３）本発明により提供される無電弧負荷時タップ切換器では、切替スイッチが複数の固定接点を含み、切替スイッチの対応する固定接点が変圧器タップに接続され、少なくとも１つの制御スイッチが回転軸に取り付けられ、且つ回転軸によって駆動されて開閉が制御され、こうして従来の油入真空負荷時タップ切換器の基本構造をベースとし、油入真空負荷時タップ切換器をアップグレードし、開閉過程において電弧が発生しないこと、及びマスタスイッチ間を切り換えることを実現することができる。
【0046】
（４）本発明に係る無電弧負荷時タップ切換器では、従来培った経験が保持され、構造が簡略化され、体積が小さくなり、軽量化され、コストが削減され、動作振動が小さく、故障率が低く、完全な切り換えプロセスを１回行う時間が短い。
【0047】
本発明の追加的な利点は、一部が以下の記述に示され、一部が以下の記述から自明になるか、又は本発明の実施により把握される。
【図面の簡単な説明】
【0048】
本発明の一部を構成する明細書の図面は、本発明を更に理解するためのものであり、本発明の例示的な実施例及びその説明は本発明を解釈するためのものであり、本発明を不適当に限定する意図がない。
【図1】本発明の実施例のサイリスタ補助モジュールの回路図である。
【図2】本発明の実施例の第１の無電弧負荷時タップ切換器の回転軸の構造図である。
【図3】本発明の実施例の第１の無電弧負荷時タップ切換器の水平展開構造図である。
【図4】本発明の実施例の固定接点の弧度関係図である。
【図5】本発明の実施例のスイッチＫＢ１、ＫＢ２の構造図である。
【図6】本発明の実施例の第２の無電弧負荷時タップ切換器の回転軸の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【0049】
以下に、図面と実施例を関連付けて本発明をさらに説明する。
【0050】
指摘すべきことは、以下に詳しく説明したものは、例示的なものであり、本発明をさらに説明することを目的とする点である。特に断らない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。
【0051】
本明細書で使用される用語は具体的な実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明による例示的な実施形態を限定する意図がないことに注意されたい。例えば、文脈に別に明記しない限り、本明細書で使用される単数形態に複数の形態をも含む意図があり、なお、本説明書で用語「含有する」及び／又は「含む」を使用する時に、特徴、工程、操作、デバイス、アセンブリ及び／又はそれらの組合せが存在するのを示すことも理解されたい。
＜無電弧負荷時タップ切換器及び切換制御方法＞
＜無電弧負荷時タップ切換器及び切換制御方法＞
【0052】
背景技術における、従来の無電弧負荷時タップ切換器が油入変圧器への使用に適さず、また、油入変圧器に適したとしても、各種のスイッチがそれぞれ同期しない２つ又は３つの回転軸に分布し、一部の回転軸を回転させる必要がある時に、他の回転軸を静止させる必要があるため、動作構造がまだ複雑となり、そして、回転軸の協調制御機構、回転軸の可動接点と固定接点との協働手段、及び制御スイッチの駆動手段に欠けているという問題を解決するために、本発明は、無電弧負荷時タップ切換器及び対応する切換制御方法を提供する。
【実施例1】
【0053】
本実施例は、少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続され、
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続され、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない、無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続され、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない、無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
【0054】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器は、回転軸を動力とし、油入変圧器に適し、接点が回転摺動するように構成される無電弧負荷時タップ切換器であり、その構造が図２に示すとおりである。油入負荷時タップ切換器は、一般に、絶縁した同一の回転軸に取り付けられる、同じ構造を備える、回転軸により同期して駆動される三相負荷時タップ切換器であるため、説明の便利上、図２では、３タップの単一相油入負荷時タップ切換器を例とする。
【0055】
本実施例において、前記制御スイッチもロータリスイッチであり、前記制御スイッチの可動接点も回転軸に設けられる。
【0056】
マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点は合計で少なくとも２組に分けられ、各組の固定接点は対応するレールに取り付けられ、前記レールは、いずれも回転軸を中心とし、動かないように固定される。ここで、レールは円形状の絶縁性フレームであり、絶縁性フレームは回転軸と共に運動するものではない。可動接点は回転軸に取り付けられ、回転軸と共に回転する。
【0057】
ここで、前記無電弧負荷時タップ切換器の切り換え前に、サイリスタ補助モジュールの一端は、いずれもフローティングするか、又は元々オンになったマスタスイッチに並列接続される。前記無電弧負荷時タップ切換器が切り換える前に、サイリスタ補助モジュールの両端の電圧はいずれもゼロである。
【0058】
前記無電弧負荷時タップ切換器の切り換え過程において、サイリスタ補助モジュールは、必要なタイミングに応じて、元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたり、オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたりする。
【0059】
本実施例では、固定接点の組数が２つであり、つまり、２つのレールを有し、１組あたりの固定接点が３つの固定接点を有し、可動接点の数が３つであることを例として説明する。
【0060】
ここでは理解できるように、別の実施例において、当業者であれば、実際の状況に応じて可動接点の数及び固定接点の組数を具体的に設定してもよい。
【0061】
本実施例において、第１レールには順次配列された３つの固定接点があり、第１レールにおける１番目と２番目の固定接点の中心位置の間の間隔の弧度はＷに等しく、第１レールにおける２番目と３番目の固定接点の中心位置の間の間隔の弧度もＷに等しい。第２レールにも固定接点があり、第２レールにおける固定接点の数は第１レールにおける固定接点の数に等しい。第１レールにおける各固定接点の中心線は、それぞれ第２レールにおける１つの固定接点の中心線と重なり、中心線が重なる第１レールにおける固定接点と第２レールにおける固定接点とは接続されるとともに、それぞれ変圧器コイルＬ１のタップＩ、タップＩＩ、タップＩＩＩに順次接続される。
【0062】
第１レールにおける３つの固定接点の弧度は同じであり、Ｗ１に等しく、第２レールにおける３つの固定接点の弧度は同じであり、Ｗ２に等しく、第２レールにおける固定接点間の隙間の弧度は同じであり、
ΔＷ＝（Ｗ－Ｗ２）に等しい。説明の便利上、図２の無電弧負荷時タップ切換器の回転軸の構造図を、図３及び図４に示すように水平に展開する。
０＜ΔＷ＜Ｗ１＜０．５Ｗ＜Ｗ２であることが要求される。
ΔＷ＝（Ｗ－Ｗ２）に等しい。説明の便利上、図２の無電弧負荷時タップ切換器の回転軸の構造図を、図３及び図４に示すように水平に展開する。
０＜ΔＷ＜Ｗ１＜０．５Ｗ＜Ｗ２であることが要求される。
【0063】
本実施例において、回転軸には、可動接点Ｊ３、可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２という３つの可動接点があり、可動接点は回転軸に取り付けられて回転軸と共に回転し、ここで、可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２はそれぞれ可動接点Ｊ３の両側に設けられる。
【0064】
可動接点Ｊ３は回転軸と共に回転しているうちに、それぞれ順次第１レールにおける３つの固定接点に対して接続又は離脱して、マスタスイッチのオンとオフを実現する。可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２は回転軸と共に回転しているうちに、それぞれ順次第２レールにおける３つの固定接点に対して接続又は離脱して、切替スイッチの変換を実現する。可動接点Ｑ１の中心位置は可動接点Ｊ３の中心の左側の第２レールにあり、両者の夾角が０．５Ｗであり、可動接点Ｑ２の中心位置は可動接点Ｊ３の中心の右側の第２レールにあり、両者の夾角が０．５Ｗである。
【0065】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切り換え前の通常の動作状態は、回転軸上の可動接点Ｊ３が固定接点Ｗ１の中心線にあり、可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２がそれぞれ隙間の中心線にあることである。
【0066】
本実施例において、サイリスタ補助モジュールＭ１とサイリスタ補助モジュールＭ２とは回路が同じであり、各サイリスタ補助モジュールの主回路は逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、ＲＣ直列回路は、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端に並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが接続されており、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらに逆方向に直列接続された２つのツェナー・ダイオード、１つの抵抗及び別の制御スイッチが順次直列接続されており、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応する。
【0067】
具体的には、図１に示すように、各サイリスタ補助モジュールの主回路は、逆方向に並列接続された１対のサイリスタＤ１、Ｄ２を含み、抵抗Ｒ１とキャパシタＣ１とは直列接続された後、逆方向に並列接続されたサイリスタＤ１、Ｄ２の両端に並列接続され、２つのサイリスタＤ１、Ｄ２のゲート及びカソードには、それぞれキャパシタＣ３、Ｃ４、抵抗Ｒ３、Ｒ４、ダイオードＤ３、Ｄ４が並列接続されており、ダイオードＤ３、Ｄ４の正極はそれぞれサイリスタＤ１、Ｄ２のカソードに接続され、ダイオードＤ３、Ｄ４の負極はそれぞれサイリスタＤ１、Ｄ２のゲートに接続され、ツェナー・ダイオードＤ１０、Ｄ１１は逆方向に直列接続された後、抵抗Ｒ５に直列接続され、さらに制御スイッチＫＡに直列接続され、続いて２つのサイリスタＤ１、Ｄ２のゲートの間に接続される。ダイオードＤ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８からなるフルブリッジ整流回路の入力端子と制御スイッチＫＢとは直列接続された後、２つのサイリスタＤ１、Ｄ２のゲートの間に接続され、ツェナー・ダイオードＤ９と抵抗Ｒ６とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードＤ９の負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードＤ９の正極は、フルブリッジ整流回路の負極出力端に対応する。ツェナー・ダイオードＤ９の安定電圧Ｕ１＝ｋ１Ｕ２であり、ｋ１は信頼係数であり、値が１．２～２であり、Ｕ２は電圧調整変圧器の調整間隔電圧のピークである。ツェナー・ダイオードＤ１０、Ｄ１１の安定電圧を１～３ボルトにすることを推薦する。
【0068】
説明すべきこととして、サイリスタ補助モジュールの具体的な動作プロセスは出願番号がＣＮ２０１８１０２９０４７０．４である特許文献に開示されており、ここでは詳細な説明を省略する。
【0069】
本実施例において、サイリスタ補助モジュールＭ１は制御スイッチＫＡ１、ＫＢ１に接続され、サイリスタ補助モジュールＭ２は制御スイッチＫＡ２、ＫＢ２に接続される。
【0070】
可動接点Ｊ３は共通端子に接続され、サイリスタ補助モジュールＭ１の主回路の両端は可動接点Ｑ１と共通端子に接続され、サイリスタ補助モジュールＭ２の主回路の両端は可動接点Ｑ２と共通端子に接続される。
【0071】
具体的な実施過程において、制御スイッチＫＡ１、ＫＡ２は回転軸に取り付けられ、制御スイッチＫＡ１、ＫＡ２の各々は、回転軸と共に回転する時に、それぞれ第３レール、第４レールと呼ばれる２つの同心円レールを形成することができる。第１レールにおける第１固定接点の中心線と第１レールにおける第２固定接点の中心線との間の第３レールにおいて、固定接点Ｗ３があり、第４レールにおいて、固定接点Ｗ４がある。同様に、第１レールにおける第２固定接点の中心線と第１レールにおける第３固定接点の中心線との間の第３レール、第４レールにも、図４に示すように、繰り返して現れる固定接点Ｗ３、Ｗ４がある。
【0072】
制御スイッチＫＡ１は、回転軸と共に回転し、固定接点Ｗ３に出合うと、オンになり、固定接点Ｗ３から離れると、オフになり、制御スイッチＫＡ２は、回転軸と共に回転し、固定接点Ｗ４に出合うと、オンになり、固定接点Ｗ４から離れると、オフになる。このことから、固定接点Ｗ３及び固定接点Ｗ４は、制御スイッチＫＡ１のオン又は制御スイッチＫＡ２のオンをトリガーできる限り、必ずしも金属材料ではないことが分かる。
【0073】
回転軸が時計回りに回転している場合、可動接点Ｊ３が固定接点Ｗ１から離れる前に、制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３に接触しなければならず、可動接点Ｊ３が固定接点Ｗ１から離れた後、初めて制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３から離れることが可能となり、可動接点Ｊ３が別の固定接点Ｗ１に接触する前に、制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４に接触しなければならず、可動接点Ｊ３が別の固定接点Ｗ１に接触した後、初めて制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４から離れることが可能となり、また、制御スイッチＫＡ１が固定接点Ｗ３から離れた後、制御スイッチＫＡ２は、少なくとも時間間隔ｔ１が経過してから、初めて固定接点Ｗ４に接触することが可能となる。
【0074】
回転軸が反時計回りに回転している場合、可動接点Ｊ３が固定接点Ｗ１から離れる前に、制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４に接触しなければならず、可動接点Ｊ３が固定接点Ｗ１から離れた後、初めて制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４から離れることが可能となり、可動接点Ｊ３が別の固定接点Ｗ１に接触する前に、制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３に接触しなければならず、可動接点Ｊ３が別の固定接点Ｗ１に接触した後、初めて制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３から離れることが可能となり、また、制御スイッチＫＡ２が固定接点Ｗ４から離れた後、制御スイッチＫＡ１は、少なくとも時間間隔ｔ１が経過してから、初めて固定接点Ｗ３に接触することが可能となる。
【0075】
時間間隔ｔ１が設定時間（例えば、０．０１５秒）よりも大きいことを保証するために、回転軸の回転は速くなりすぎないほうがよい。回転軸が１回転する時間をＴ秒にする場合、
Ｔ＞（（０．０１５×２π）／（Ｗ２－Ｗ３－Ｗ４））となる。
Ｔ＞（（０．０１５×２π）／（Ｗ２－Ｗ３－Ｗ４））となる。
【0076】
ここで、Ｗ２は２番目のレールにおける各固定接点の弧度であり、Ｗ３とＷ４はそれぞれ３番目のレールと４番目のレールにおける各固定接点の弧度である。
【0077】
本実施例において、回転軸は、さらに制御機構を備える。回転軸が時計回りに回転している時、ＫＡ１が固定接点Ｗ３から離れる前に、制御機構は、制御スイッチＫＢ１がオフとなり、制御スイッチＫＢ２がオンとなるようにしなければならない。回転軸が反時計回りに回転している時、ＫＡ２が固定接点Ｗ３から離れる前に、制御機構は、制御スイッチＫＢ１がオンとなり、制御スイッチＫＢ２がオフとなるようにしなければならない。
【0078】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御原理は、
回転軸を回転させるように制御して、対応する固定接点に対して接続又は離脱するように可動接点を駆動することと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことである。
回転軸を回転させるように制御して、対応する固定接点に対して接続又は離脱するように可動接点を駆動することと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことである。
【0079】
ここで、前記回転軸の回転方式は、時計回り回転及び反時計回り回転を含む。
【0080】
本実施例では、マスタスイッチを１回切り換えるプロセスは、
２つの切替スイッチの可動接点を固定接点に接触させ、２つのサイリスタ補助モジュールをそれぞれ元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続し、元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第１制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチをオフにすることと、
オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第２制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第１制御スイッチをオフにすることと、
設定された時間間隔が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第１制御スイッチをオンにし、オンにすべきマスタスイッチをオンにすることと、
全ての制御スイッチをオフにし、２つの切替スイッチの可動接点が固定接点に接触しなくなり、１回のマスタスイッチの切り換えが完了することと、を含む。
２つの切替スイッチの可動接点を固定接点に接触させ、２つのサイリスタ補助モジュールをそれぞれ元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続し、元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第１制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチをオフにすることと、
オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第２制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第１制御スイッチをオフにすることと、
設定された時間間隔が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールに接続された第１制御スイッチをオンにし、オンにすべきマスタスイッチをオンにすることと、
全ての制御スイッチをオフにし、２つの切替スイッチの可動接点が固定接点に接触しなくなり、１回のマスタスイッチの切り換えが完了することと、を含む。
【0081】
図２を参照すると、本実施例では、マスタスイッチを１回切り換えるプロセスは以下のとおりである。
【0082】
（１）可動接点Ｑ１、Ｑ２をそれぞれ２つの固定接点Ｗ２に接触させ、元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールの制御スイッチＫＡをオンにし、
（２）元々オンになったマスタスイッチをオフにし、
（３）オンにすべきマスタスイッチに並列接続された別のサイリスタ補助モジュールの制御スイッチＫＢをオンにし、
（４）元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールの制御スイッチＫＡをオフにし、
（５）時間間隔ｔ１（ここで、時間間隔ｔ１は０．０１５秒よりも大きい）が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助回路の制御スイッチＫＡをオンにし、
（６）オンにすべきマスタスイッチをオンにし、
（７）サイリスタ補助モジュールの全ての制御スイッチをオフにし、
（８）可動接点Ｑ１、Ｑ２が固定接点Ｗ２に接触しなくなり、
（９）１回のマスタスイッチの切り換えが完了する。
（２）元々オンになったマスタスイッチをオフにし、
（３）オンにすべきマスタスイッチに並列接続された別のサイリスタ補助モジュールの制御スイッチＫＢをオンにし、
（４）元々オンになったマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助モジュールの制御スイッチＫＡをオフにし、
（５）時間間隔ｔ１（ここで、時間間隔ｔ１は０．０１５秒よりも大きい）が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに並列接続されたサイリスタ補助回路の制御スイッチＫＡをオンにし、
（６）オンにすべきマスタスイッチをオンにし、
（７）サイリスタ補助モジュールの全ての制御スイッチをオフにし、
（８）可動接点Ｑ１、Ｑ２が固定接点Ｗ２に接触しなくなり、
（９）１回のマスタスイッチの切り換えが完了する。
【0083】
以下に、図２を参照しながら、本実施例のマスタスイッチを１回切り換えるプロセスについて、回転軸の時計回り回転及び反時計回り回転によりそれぞれ説明する。
【0084】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の時計回り回転時の切換制御プロセスは以下のとおりである。
【0085】
（１）可動接点Ｊ３は、接触している固定接点Ｗ１の中心線位置から時計回りに回転し始め、可動接点Ｑ１は、可動接点Ｊ３が接触している固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２に接触し、可動接点Ｑ２は、可動接点Ｊ３が接触すべき固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２に接触し、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３に接触し、制御スイッチＫＡ１がオンになり、負荷電流は、流通経路が変化せず、依然として可動接点Ｊ３が接触している固定接点Ｗ１から可動接点Ｊ３を通して共通端点に流入し、
（２）可動接点Ｊ３は、元々接触している固定接点Ｗ１から離れ、負荷電流は、元々接触している固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ１、サイリスタ補助モジュールＭ１を通して共通端点に流入し、
（３）サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＢ２はオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（４）サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３から離れ、制御スイッチＫＡ１がオフになり、負荷電流の各ゼロクロスポイントは、いずれもサイリスタ補助モジュールＭ２を１回トリガーし、負荷電流を、接触すべき固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ２、サイリスタ補助モジュールＭ２を通して共通端点に流入させ、
（５）時間間隔ｔ１が経過すると、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４に接触し、制御スイッチＫＡ２がオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（６）可動接点Ｊ３は、接触すべき固定接点Ｗ１に接触し、負荷電流は、可動接点Ｊ３が接触する固定接点Ｗ１から、可動接点Ｊ３を通して共通端点に流入し、
（７）可動接点Ｑ１、Ｑ２が固定接点Ｗ２に接触しなくなり、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４から離れ、制御スイッチＫＡ２がオフになり、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＢ２がオフになり、
（８）可動接点Ｊ３は、新しく接触する固定接点Ｗ１の中心線位置までに回転すると、回転が停止し、１回のマスタスイッチの切り換えが完了する。時間間隔ｔ１は０．０１５秒よりも大きい。
（２）可動接点Ｊ３は、元々接触している固定接点Ｗ１から離れ、負荷電流は、元々接触している固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ１、サイリスタ補助モジュールＭ１を通して共通端点に流入し、
（３）サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＢ２はオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（４）サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３から離れ、制御スイッチＫＡ１がオフになり、負荷電流の各ゼロクロスポイントは、いずれもサイリスタ補助モジュールＭ２を１回トリガーし、負荷電流を、接触すべき固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ２、サイリスタ補助モジュールＭ２を通して共通端点に流入させ、
（５）時間間隔ｔ１が経過すると、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４に接触し、制御スイッチＫＡ２がオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（６）可動接点Ｊ３は、接触すべき固定接点Ｗ１に接触し、負荷電流は、可動接点Ｊ３が接触する固定接点Ｗ１から、可動接点Ｊ３を通して共通端点に流入し、
（７）可動接点Ｑ１、Ｑ２が固定接点Ｗ２に接触しなくなり、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４から離れ、制御スイッチＫＡ２がオフになり、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＢ２がオフになり、
（８）可動接点Ｊ３は、新しく接触する固定接点Ｗ１の中心線位置までに回転すると、回転が停止し、１回のマスタスイッチの切り換えが完了する。時間間隔ｔ１は０．０１５秒よりも大きい。
【0086】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の反時計回り回転時の切換制御プロセスは以下のとおりである。
【0087】
（１）可動接点Ｊ３は、接触している固定接点Ｗ１の中心線位置から反時計回りに回転し始め、可動接点Ｑ２は、可動接点Ｊ３が接触している固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２に接触し、可動接点Ｑ１は、可動接点Ｊ３が接触すべき固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２に接触し、サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４に接触し、制御スイッチＫＡ２がオンになり、負荷電流は、流通経路が変化せず、依然として可動接点Ｊ３が接触している固定接点Ｗ１から、可動接点Ｊ３を通して共通端点に流入し、
（２）可動接点Ｊ３は、元々接触している固定接点Ｗ１から離れ、負荷電流は、元々接触している固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ２、サイリスタ補助モジュールＭ２を通して共通端点に流入し、
（３）サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＢ２はオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（４）サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４から離れ、制御スイッチＫＡ２がオフになり、負荷電流の各ゼロクロスポイントは、いずれもサイリスタ補助モジュールＭ１を１回トリガーし、負荷電流を、接触すべき固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ１、サイリスタ補助モジュールＭ１を通して共通端点に流入させ、
（５）時間間隔ｔ１が経過すると、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３に接触し、制御スイッチＫＡ１がオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（６）可動接点Ｊ３は、接触すべき固定接点Ｗ１に接触し、負荷電流は、可動接点Ｊ３が接触する固定接点Ｗ１から可動接点Ｊ３を通して共通端点に流入し、
（７）可動接点Ｑ１、Ｑ２が固定接点Ｗ２に接触しなくなり、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３から離れ、制御スイッチＫＡ１がオフになり、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＢ１がオフになり、
（８）可動接点Ｊ３は、新しく接触する固定接点Ｗ１の中心線位置までに回転すると、回転が停止し、１回のマスタスイッチの切り換えが完了する。
（２）可動接点Ｊ３は、元々接触している固定接点Ｗ１から離れ、負荷電流は、元々接触している固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ２、サイリスタ補助モジュールＭ２を通して共通端点に流入し、
（３）サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＢ２はオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（４）サイリスタ補助モジュールＭ２の制御スイッチＫＡ２は固定接点Ｗ４から離れ、制御スイッチＫＡ２がオフになり、負荷電流の各ゼロクロスポイントは、いずれもサイリスタ補助モジュールＭ１を１回トリガーし、負荷電流を、接触すべき固定接点Ｗ１に接続された固定接点Ｗ２から、可動接点Ｑ１、サイリスタ補助モジュールＭ１を通して共通端点に流入させ、
（５）時間間隔ｔ１が経過すると、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３に接触し、制御スイッチＫＡ１がオンになり、負荷電流の流通経路は変化せず、
（６）可動接点Ｊ３は、接触すべき固定接点Ｗ１に接触し、負荷電流は、可動接点Ｊ３が接触する固定接点Ｗ１から可動接点Ｊ３を通して共通端点に流入し、
（７）可動接点Ｑ１、Ｑ２が固定接点Ｗ２に接触しなくなり、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＡ１は固定接点Ｗ３から離れ、制御スイッチＫＡ１がオフになり、サイリスタ補助モジュールＭ１の制御スイッチＫＢ１がオフになり、
（８）可動接点Ｊ３は、新しく接触する固定接点Ｗ１の中心線位置までに回転すると、回転が停止し、１回のマスタスイッチの切り換えが完了する。
【0088】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器は、従来の油入負荷時タップ切換器と同様に回転軸を駆動動力とし、油入変圧器の油タンク内で各種のスイッチ及び接点を動作させることができる。したがって、本発明に係る無電弧負荷時タップ切換器は、従来の油入負荷時タップ切換器の基本構造をベースとして改造することができる。
【0089】
従来の油入負荷時タップ切換器の駆動力は交流電動機から由来する。スイッチ切り換えプロセスが、電源喪失により中断されることを防止するために、従来の負荷時タップ切換器はいずれもバネエネルギー放出機構を備え、スイッチ切り換えプロセスにおいて電源がなくなった場合、バネエネルギー放出機構は、負荷時タップ切換器の１つの完全な切り換えプロセスを保証することができる。しかし、バネエネルギー蓄積の時間が長く、且つ切り換え命令を受信してから初めてバネエネルギー蓄積を行うため、従来の負荷時タップ切換器の１回の完全な切り換えプロセスが長い。負荷時タップ切換器のバネエネルギー蓄積機構とバネエネルギー放出機構は、構造が複雑であり、動作振動が大きく、故障率が高い。
【0090】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器は、直流モータ駆動及び電気エネルギー蓄積を採用することができるため、バネエネルギー蓄積機構及びバネエネルギー放出機構を省略してもよい。
【0091】
ここで説明すべきことは、本実施例の油入負荷時タップ切換器の駆動モータは直流電動機を採用してもよい点である。本来は交流電動機に給電する交流電源は、ブリッジ整流回路と電圧安定化回路を通して直流電動機に給電するようになり、ブリッジ整流回路の出力にキャパシタエネルギー蓄積回路が並列接続されており、キャパシタエネルギー蓄積回路に蓄積されている電気エネルギーは、少なくとも負荷時タップ切換器が１回の完全な動作を完了するのに十分である。電気エネルギー蓄積は切り換え命令を受信する前に行うことができるため、本実施例の無電弧負荷時タップ切換器が１回の完全な切り換えプロセスを完了する時間は、かえって短くなる。このように、本実施例の無電弧負荷時タップ切換器はバネエネルギー蓄積機構とバネエネルギー放出機構が省略されてもよい。
【0092】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器では、遷移抵抗がなくなり、スイッチ切り換えプロセスには発熱部品が関与しない。このように、切り換えプロセスは、従来の負荷時タップ切換器では必須の（遷移抵抗の通電時間が４０ミリ秒を超えないことを保証する）高速機構を必要としなくてもよい。本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切り換えプロセスは、数十秒で完了してもよい。したがって、本発明に係る無電弧負荷時タップ切換器は、従来の油入非励磁タップ切換器の基本構造をベースとして改造することができる。
【0093】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器は、構造が簡単であり、動作振動が小さく、故障率が低い。図２の構造の無電弧負荷時タップ切換器は、複合式無電弧負荷時タップ切換器である。複合式無電弧負荷時タップ切換器は、選択器と切換装置が一体にされ、負荷時タップ切換器の構造が簡略化され、コストが低く、ただし、選択器が簡単な場合にしか応用できない。負荷時タップ切換器の選択器が複雑であり、複合式負荷時タップ切換器とすることに適さない場合、選択器と切換装置が直列接続された組み合わせ式構造を採用してもよい。図２の構造における第１レールの固定接点を２つに低減すれば、実際には切換装置の構造となる。このような構造の切換装置を従来の選択器に直列接続すると、組み合わせ式の無電弧負荷時タップ切換器を構成することができる。
【実施例2】
【0094】
本実施例は構造が実施例１と同じである無電弧負荷時タップ切換器を提供する。本実施例は機械的連動機構により制御スイッチＫＢ１、ＫＢ２を制御する点で実施例１と異なる。
【0095】
図５に示すように、本実施例の機械的連動機構は偏向軸６を含み、前記偏向軸６は、回転軸４に固定され且つ回転軸４と共に回転し、前記偏向軸６には、偏向軸６の周りに回転可能なレバーアーム７及びバネアーム８が取り付けられ、バネアーム８の一端には接点があり、前記接点は、回転軸４と共に回転し、対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させる。
【0096】
ここで、本実施例の機械的連動機構の作動プロセスは以下のとおりである。
【0097】
回転軸４は、固定板５を駆動して回転させることができ、固定板５は、さらに偏向軸６を備え、偏向軸には、レバーアーム７及びバネアーム８が取り付けられる。レバーアーム７及びバネアーム８は偏向軸６の周りに回転可能であり、バネアーム８の一端には接点がある。静止する絶縁性フレームには、回転軸４を円心とするフープがあり、フープは固定接点Ｗ１の中心線における位置に隙間があり、フープが複数のセグメントに分けられ、フープの隙間数が固定接点Ｗ１の数と同じであり、例えば、固定接点Ｗ１が３つある場合、フープ隙間は３つあり、３つのフープ隙間はフープを第１フープ９と第２フープ１０に分ける。第１の無電弧負荷時タップ切換器の切り換え前の通常の動作状態は、レバーアーム７がフープ隙間の中心線にあることである。
【0098】
回転軸４が時計回りに回転している場合、レバーアーム７は第２フープ１０に出合い、第２フープ１０は、レバーアーム７を偏向軸６の周りに反時計回りに回転するように推動し、レバーアーム７は、バネアーム８を駆動して反時計回りに回転させ、バネアーム８の接点がスイッチＫＢ２の接点に接触し、スイッチＫＢ２がオンになる。レバーアーム７が第２フープ１０から離れ、次のフープ隙間に出会うと、レバーアーム７はフープ隙間の中心線に戻り、バネアーム８もフープ隙間の中心線に戻り、バネアーム８の接点がスイッチＫＢ２の接点から離れ、スイッチＫＢ２がオフになる。
【0099】
回転軸４が反時計回りに回転している場合、レバーアーム７は第１フープ９に出合い、第１フープ９は、レバーアーム７を偏向軸６の周りに時計回りに回転するように推動し、レバーアーム７は、バネアーム８を駆動して時計回りに回転させ、バネアーム８の接点がスイッチＫＢ１の接点に接触し、スイッチＫＢ１がオンになる。レバーアーム７が第１フープ９から離れ、次のフープ隙間に出会うと、レバーアーム７はフープ隙間の中心線に戻り、バネアーム８もフープ隙間の中心線に戻り、バネアーム８の接点がスイッチＫＢ１の接点から離れ、スイッチＫＢ１がオフになる。
【0100】
当業者であれば、実際の状況に応じて機械的連動機構の構造を具体的に設計できることが理解可能であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【0101】
説明すべきことは、本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御プロセスが実施例１の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御プロセスと同じである点であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【実施例3】
【0102】
本実施例は、構造が実施例１と同じである無電弧負荷時タップ切換器を提供する。本実施例は、制御スイッチＫＢ１、ＫＢ２を制御する制御機構が、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現される点で実施例１と異なる。
【0103】
朱英浩らが編著した、中国電力出版社により２０１２年に発行された『負荷時タップ切換器の電気仕組み』のＰ６３～６６の記載によると、回転軸により駆動される切替スイッチＭＴＦは制御スイッチＫＢ１、ＫＢ２を構成することができる。本書では、切替スイッチＭＴＦの４つの固定接点はそれぞれＭＴＦ１、ＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４であり、切替スイッチは、（１）第１接点と第３接点が導通し、第２接点と第４接点が遮断される状態、（２）第１接点と第３接点が遮断され、第２接点と第４接点が導通する状態という２つの状態間を切り換えることができる。接点ＭＴＦ１、ＭＴＦ３は制御スイッチＫＢ１の両端とすることができ、接点ＭＴＦ２、ＭＴＦ４は制御スイッチＫＢ２の両端とすることができる。
【0104】
指摘すべきこととして、『負荷時タップ切換器の電気仕組み』に記載の切替スイッチＭＴＦが大電流スイッチであるが、制御スイッチＫＢ１、ＫＢ２が小電流スイッチであるため、切替スイッチＭＴＦの作動原理に応じて、サイズを小さくし、制御スイッチＫＢ１、ＫＢ２の機能を実現する必要がある。詳細な分析については省略する。
【0105】
説明すべきことは、本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御プロセスが実施例１の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御プロセスと同じである点であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【実施例4】
【0106】
図２に示す無電弧負荷時タップ切換器では、固定接点の弧度が大きく、可動接点の弧度が小さい。このことから分かるように、接点の弧度の大きさは、固定接点と可動接点との接触時間の長さ、及び接触順序を制御するためのものである。
【0107】
本実施例は、図６に示すように、固定接点の弧度が小さくなり、可動接点の弧度が大きくなる点で実施例１と異なる。
【0108】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の回転軸の構造は図６に示すとおりである。本実施例において、第１レールには順次配列される３つの固定接点があり、第１レールにおける１番目と２番目の固定接点の中心位置の間の間隔の弧度はＷに等しく、第１レールにおける２番目と３番目の固定接点の中心位置の間の間隔の弧度もＷに等しい。第２レールにも固定接点があり、第２レールにおける固定接点の数は第１レールにおける固定接点の数に等しい。第１レールにおける各固定接点の中心線は、それぞれ第２レールにおける１つの固定接点の中心線と重なり、中心線が重なる第１レールにおける固定接点と第２レールにおける固定接点とは接続されるとともに、それぞれ変圧器コイルＬ１の３つのタップに順次接続される。
【0109】
本実施例の回転軸には、少なくとも可動接点Ｊ３、可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２という３つの可動接点があり、可動接点は回転軸に取り付けられて回転軸と共に回転し、可動接点Ｊ３は回転軸と共に回転しているうちに、それぞれ第１レールにおける３つの固定接点と順次接続され、可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２は、回転軸と共に回転しているうちに、それぞれ第２レールにおける３つの固定接点と順次接続され、可動接点Ｑ１の中心位置は可動接点Ｊ３の中心位置の左側の第２レールにあり、両者の夾角が０．５Ｗであり、可動接点Ｑ２の中心位置は、可動接点Ｊ３の中心位置の右側の第２レールにあり、両者の夾角が０．５Ｗである。
【0110】
可動接点Ｊ３の接点の弧度がＷ１可動であり、可動接点Ｑ１、可動接点Ｑ２の接点の弧度がＷ２可動であり、可動接点Ｑ１と可動接点Ｑ２の間の隙間の弧度がΔＷ可動＝（Ｗ－Ｗ２可動）である。図６に示すように、０＜ΔＷ＜Ｗ１可動＜０．５Ｗ＜Ｗ２可動であることが要求される。ここで、Ｗは第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度である。
【0111】
ここでさらに説明すべきことは、本実施例における制御スイッチの開閉は制御機構により制御される点である。ここで、制御機構は実施例２又は実施例３又は従来の他の制御機構により実現されてもよく、当業者であれば、実際の状況に応じて具体的に選択可能であり、ここでは詳細な説明を省略する。
【0112】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法は、実施例１の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法と同じであり、ここでは詳細な説明を省略する。本実施例の無電弧負荷時タップ切換器についての内容は、実施例１の無電弧負荷時タップ切換器と同じであり、詳細な説明を省略する。
【0113】
図２と図６を比較すると、本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の第１レールと第２レールの各固定接点の弧度がいずれも小さく、可動接点の弧度が大きく、可動接点が３つのみあり、固定接点の数が多い可能性があるため、本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の製造コストは実施例１の無電弧負荷時タップ切換器よりも少ない。
【実施例5】
【0114】
本実施例は、少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続され、
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、マスタスイッチと、対応する切替スイッチとは連動するとともに同期して回転し、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない、無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、マスタスイッチと、対応する切替スイッチとは連動するとともに同期して回転し、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しない、無電弧負荷時タップ切換器を提供する。
【0115】
ここで説明すべきことは、前記制御機構は機械的連動機構であり、その構造が実施例２に記載の機械的連動機構の具体的な構造を採用してもよく、実施例３に記載の制御機構を採用してもよく、当業者であれば、実際の状況に応じて具体的に設定可能である点である。ここでは詳細な説明を省略する。
【0116】
本実施例において、２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じであり、その具体的な構造は、図１に示すとおりであり、具体的な説明は実施例１と同じであり、ここでは詳細な説明を省略する。
【0117】
本実施例の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法は、
連動するとともに同期して回転するように対応するマスタスイッチ及び切替スイッチの開閉を制御するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含む。
連動するとともに同期して回転するように対応するマスタスイッチ及び切替スイッチの開閉を制御するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含む。
【0118】
＜電気機器＞
１つ又は複数の実施例において、
複数の変圧器タップを含む電圧調整コイルと、
前記電圧調整コイルに接続された無電弧負荷時タップ切換器と、を備え、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、上記実施例１～実施例５のいずれかに記載の無電弧負荷時タップ切換器である、電気機器を提供する。
１つ又は複数の実施例において、
複数の変圧器タップを含む電圧調整コイルと、
前記電圧調整コイルに接続された無電弧負荷時タップ切換器と、を備え、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、上記実施例１～実施例５のいずれかに記載の無電弧負荷時タップ切換器である、電気機器を提供する。
【0119】
本実施例における変圧器は、油入変圧器又は油入真空負荷時タップ切換器を備える変圧器である。
【0120】
前記電気機器は、ニーズに応じて任意の方法と方式で構成可能であり、例えば、交番送電網における無効電力に影響を与えるための補償チョークコイルとして構成されるか、又はローカル送電網変圧器もしくは電力変圧器もしくは可変変圧器もしくは移相変圧器もしくは整流変圧器もしくは無効電力補償装置として構成され、及び／又は、前記機器が、追加的な調整巻線を少なくとも１つ含み又は含まないか、及び／又は、追加的な無電弧負荷時タップ切換器を少なくとも１つ含み又は含まないか、及び／又は少なくとも１つの幹線巻線を含むように構成される。
【0121】
提案した負荷時タップ切換器のうちのそれぞれ、及び提案した機器のうちのそれぞれを利用すれば、例えば、提案した方法の１つを実施することができる。
【0122】
好ましくは、提案した無電弧負荷時タップ切換器における各負荷時タップ切換器は、提案した無電弧負荷時タップ切換器のうちのそれぞれが、提案した方法の１つを実施し及び／又は実施できるように構成され及び／又は使用され及び／又は適用される。好ましくは、提案した機器のうちのそれぞれは、提案した機器のうちのそれぞれが、提案した方法の１つを実施し及び／又は実施できるように構成され及び／又は使用され及び／又は適用される。
【0123】
上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明は、様々な変更及び変化を行うことができる。本発明の精神と原則から逸脱しない限り行った修正、同等な取替、改良等は、全て本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0124】
１ タップＩ
２ タップＩＩ
３ タップＩＩＩ
４ 回転軸
５ 固定板
６ 偏向軸
７ レバーアーム
８ バネアーム
９ 第１フープ
１０ 第２フープ
１１ スイッチＫＢ１
１２ スイッチＫＢ２
２ タップＩＩ
３ タップＩＩＩ
４ 回転軸
５ 固定板
６ 偏向軸
７ レバーアーム
８ バネアーム
９ 第１フープ
１０ 第２フープ
１１ スイッチＫＢ１
１２ スイッチＫＢ２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに並列接続され、前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの可動接点はいずれも回転軸に設けられ、前記マスタスイッチ及び切替スイッチの対応する固定接点は対応する変圧器タップに接続され、可動接点は回転軸と共に回転する過程において同軸の固定接点と接続され、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項2】
２つの前記サイリスタ補助モジュールの一端は、いずれもマスタスイッチの切り換え前にフローティングするか、又は元々オンになったマスタスイッチに並列接続され、且つ２つのサイリスタ補助モジュールの両端の電圧はいずれもゼロであり、
前記制御スイッチもロータリスイッチであり、前記制御スイッチの可動接点も回転軸に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項3】
マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点は合計で少なくとも２組に分けられ、各組の固定接点は対応するレールに取り付けられ、前記レールは、いずれも回転軸を中心とし、動かないように固定されることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項4】
１組あたりの固定接点の固定接点数は同じであり、
各組の固定接点は、等弧度で対応するレールに取り付けられ、
マスタスイッチと切替スイッチの両者の全ての固定接点が合計で２組に分けられた場合、対応する２つのレールにおける固定接点の弧度の関係は、
０＜ΔＷ＜Ｗ１＜０．５Ｗ＜Ｗ２
ΔＷ＝（Ｗ－Ｗ２）
であり、ここで、Ｗ及びＷ１は、それぞれ第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度及び各固定接点の弧度であり、Ｗ２及びΔＷは、それぞれ第２レールにおける各固定接点の弧度及び固定接点の隙間の弧度であることを特徴とする、請求項３に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項5】
マスタスイッチの切り換え前に、前記無電弧負荷時タップ切換器の通常の動作状態は、回転軸上の１つの可動接点が１つの固定接点の中心線にあり、残りの可動接点がそれぞれ固定接点間の隙間の中心線にあることであることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項6】
回転軸上に合計で３つの可動接点がある場合、第１可動接点と第２可動接点は第３可動接点の両側に配置され、３つの可動接点の弧度の関係は、０＜ΔＷ＜Ｗ１可動＜０．５Ｗ＜Ｗ２可動
ΔＷ可動＝（Ｗ－Ｗ２可動）
であり、ここで、Ｗは第１レールにおける各固定接点の中心位置の間の弧度であり、Ｗ１可動、Ｗ２可動は第１可動接点及び第２可動接点の弧度であり、ΔＷ可動は第２可動接点間の隙間の弧度であることを特徴とする、請求項５に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項7】
前記制御スイッチの開閉は制御機構により制御され、
前記制御機構は機械的連動機構であり、
前記機械的連動機構は偏向軸を含み、前記偏向軸は、回転軸に固定され且つ回転軸と共に回転し、前記偏向軸には、偏向軸の周りに回転可能なレバーアーム及びバネアームが取り付けられ、バネアームの一端には接点があり、前記接点は回転軸と共に回転して対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させ、
前記制御機構は、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現されることを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項8】
２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じであり、
各サイリスタ補助モジュールは、逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端には、ＲＣ直列回路が並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが順次接続され、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間と別の制御スイッチの間には、さらに２つのツェナー・ダイオード及び１つの抵抗が直列接続され、２つのツェナー・ダイオードは逆方向に直列接続され、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応することを特徴とする、請求項１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法であって、回転軸を回転させるように制御して、対応する固定接点に対して接続又は離脱するように可動接点を駆動するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含むことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項10】
前記回転軸の回転方式は、時計回り回転及び反時計回り回転を含み、
或いは、マスタスイッチを１回切り換えるプロセスは、
対応する切替スイッチの可動接点を、対応する固定接点に接触させ、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチをオフにすることと、
オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第２制御スイッチをオンにし、元々オンになったマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオフにすることと、
設定された時間間隔が経過すると、オンにすべきマスタスイッチに接続されたサイリスタ補助モジュールの第１制御スイッチをオンにし、オンにすべきマスタスイッチをオンにすることと、
全ての制御スイッチをオフにし、対応する切替スイッチの可動接点が対応する固定接点に接触しなくなり、１回のマスタスイッチの切り換えが完了することと、を含み、
或いは、マスタスイッチの切り換え前に、２つのサイリスタ補助モジュールの両端の電圧をいずれもゼロにすることを特徴とする、請求項９に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項11】
少なくとも２つのマスタスイッチと、２つの切替スイッチと、２つのサイリスタ補助モジュールとを含み、各サイリスタ補助モジュールは２つの制御スイッチを含み、２つのマスタスイッチは、１つの元々オンになったマスタスイッチ及び１つのオンにすべきマスタスイッチを含み、前記マスタスイッチは、対応する変圧器タップを介して電圧調整コイルの対応する回路に接続され、２つのサイリスタ補助モジュールは、マスタスイッチの切り換え過程において、必要なタイミングに応じて元々オンになったマスタスイッチ又はオンにすべきマスタスイッチに接続され、前記マスタスイッチ及び切替スイッチはいずれもロータリスイッチであり、マスタスイッチと、対応する切替スイッチとは連動するとともに同期して回転し、対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項12】
前記制御スイッチの開閉は制御機構により制御され、
前記制御機構は機械的連動機構であり、
前記機械的連動機構は偏向軸を含み、前記偏向軸は、回転軸に固定され且つ回転軸と共に回転し、前記偏向軸には、偏向軸の周りに回転可能なレバーアーム及びバネアームが取り付けられ、バネアームの一端には接点があり、前記接点は回転軸と共に回転して対応する制御スイッチに対して接触又は離脱して、対応する制御スイッチを開閉させ、
前記制御機構は、回転軸により駆動される切替スイッチによって実現されることを特徴とする、請求項１１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項13】
２つのサイリスタ補助モジュールの構造は同じであり、
各サイリスタ補助モジュールは、逆方向に並列接続された１対のサイリスタを含み、逆方向に並列接続されたサイリスタの両端には、ＲＣ直列回路が並列接続され、各サイリスタのゲートとカソードとの間には、いずれもキャパシタ、抵抗及びダイオードが順次接続され、ダイオードの正極は対応するサイリスタのカソードに接続され、ダイオードの負極は対応するサイリスタのゲートに接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間には、さらにフルブリッジ整流回路を介して１つの制御スイッチが直列接続され、逆方向に並列接続された２つのサイリスタのゲート間と別の制御スイッチの間には、さらに２つのツェナー・ダイオード及び１つの抵抗が直列接続され、２つのツェナー・ダイオードは逆方向に直列接続され、ツェナー・ダイオードと抵抗とは直列接続された後、フルブリッジ整流回路の出力端に接続され、ツェナー・ダイオードの負極はフルブリッジ整流回路の正極出力端に対応し、ツェナー・ダイオードの正極はフルブリッジ整流回路の負極出力端に対応することを特徴とする、請求項１１に記載の無電弧負荷時タップ切換器。
【請求項14】
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法であって、連動するとともに同期して回転するように対応するマスタスイッチ及び切替スイッチの開閉を制御するステップと、
対応するマスタスイッチ、切替スイッチ及び制御スイッチの開閉を所定のタイミングに従って制御することで、元々オンになったマスタスイッチからオンにすべきマスタスイッチへの負荷電流の中断のない転移を実現し、且つ各スイッチの開閉過程において電弧が発生しないステップと、を含むことを特徴とする、無電弧負荷時タップ切換器の切換制御方法。
【請求項15】
複数の変圧器タップを含む電圧調整コイルと、前記電圧調整コイルに接続された無電弧負荷時タップ切換器と、を備え、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、請求項１から８のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器であり、又は、
前記無電弧負荷時タップ切換器は、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の無電弧負荷時タップ切換器であることを特徴とする、電気機器。
【国際調査報告】