[发明专利]调节变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种调节变压器，具体而言涉及一种移相变压器。

背景技术

移相变压器，也称为正交调节变压器是一种特殊的功率变压器，所述功率变压器在交流电网的领域中用于有目的地控制电的负载流。变压器的常见应用是将交流电压转换到不同的电压水平，与此不同，移相变压器，如其名称所表现的那样，用作移相器，以便通过电导线有目的地影响能流(Lastfluss)。例如当在两个配电设备或变电站之间在不同的路径上分布多条导线，则可以通过移相变压器影响所传输的功率的分配。在常见的应用场合中，现有的导线具有不同的传输能力。

这种移相变压器的结构和调节可能性在所著专业图书：On-Load Tap-Changers for Power Transformers,2000,第196页起中有详细的说明。所示的具有高通过功率的移相变压器是两部分的并且包括一个串联变压器和一个用于进行实际的调节的激励变压器(“并联变压器(Shunt-Transformer)”)，通过所述激励变压器利用分级开关可以调整到确定的相移。对于常用的三相交流电，对于每个外导体都存在串联变压器以及激励变压器，即调节变压器。通过所述调节变压器，对于每个相都通过分级开关分接出一个电压，所述电压相对于外导体电压向地线偏移90°，并且通过所述的串联变压器利用矢量加法实现相位移动的电压。

相对于标准变压器的同相调节，这种对于移相变压器常见的负荷控制也称为正交调节。通过移相变压器的能流这里同样可以沿两个方向发生。相位角的调整范围根据设计方案可以是不同的。通常所述相位角在±10°的范围内，并且在特殊的实施形式中可以达到30°。这里可以实现不同的开关方案，其中在上面所述的专业书籍的第197页示出了一个开关方案作为例子。除了90°的正交调节也可以已知其他方法，这些方法称为60°或30°相位角调节。

60°相位角调节的方法基于以下事实，即必需的激励电压通过变压器铁芯的相邻铁芯臂的绕组部分产生并且该激励电压与主绕组的电压矢量地叠加。这里相移的程度同样可以通过分级开关调整。这种绕组的互连(Verschaltung)通常在变压器容器的内部进行，因为通常没有设置变压器工作模式的切换。仅设置了连接转换装置，利用该连接转换装置可以将绕组的互连关系改变到无电压状态。

这种已知的具有其内部的变压器绕组的互连的调节变压器因此由于结构限定地仅允许固定在变压器的一个具体的运行方式，例如用作移相器或在最简单的情况下用作用于供电网的电压调节的同相调节器。在这种已知的调节变压器中不能设置变换的运行方式，并且在变压器正在进行的工作中只能以非常高的耗费实现，因为不能这样控制开关元件，使得所述开关元件能够在切换路段的最低负荷下进行变压器的运行模式切换。

发明内容

因此，本发明的目的是，给出一种调节变压器，其中以简单的方式利用少数几个开关元件就能设置在相同的变压同相调节运行、即电压调节和移相运行，即输入和输出电压的相位旋转之间的运行切换。

所述目的通过一种具有半导体开关元件的调节变压器来实现，它具有两个并列的实施方案。第一实施方案涉及一种调节变压器，它具有主和调节绕组，第二实施方案涉及一种具有能附加地同向接通和反向接通的粗调级(Grobstufe)。

根据本发明的具有半导体开关元件的用于进行电压调节的调节变压器的第一方案对于每个相具有主绕组和调节绕组，所述调节绕组具有多个分绕组，其中每个相设有多个模块M1、M2、M3，每个模块M1、M2、M3分别包括调节绕组的一个分绕组以及在分绕组的两侧具有两个旁路线路，每个旁路线路分别包括一个具有两个半导体开关元件的串联电路，在每个旁路电路的两个串联的半导体开关元件之间分别设有一个中心抽头，各分绕组具有不同的匝数，每个模块M1、M2、M3的两个中心抽头之一分别与相邻模块的一个中心抽头连接，并且第一个模块M1的剩余的一个中心抽头与负载引线电连接，而最后一个模块M3的剩余的一个中心抽头与调节变压器的主绕组的末端电连接，其特征在于，在每个相中设有一个附加的连接导线，在每个连接导线中嵌入一个电子的开关元件，每个连接导线将相应的相的模块M3的中心抽头与相应相邻的相的主绕组的末端电连接，在每个相中设有另一个连接导线，在所述另一个连接导线中相应嵌入另一个电子的开关元件，并且每个所述另一个连接导线分别将模块M3的中心抽头与本相的主绕组的末端连接。