本发明专利技术涉及用于无中断地在可调式变压器的绕组分接头（抽头ｎ，抽头ｎ＋１）之间进行转换的分接开关，其中两个绕组分接头中每一个分别经由一个机械开关（ＤＳ）和与其串联的由两个相反连接的ＩＧＢＴ（Ｉｐ，Ｉｎ）构成的串联电路与共同的负载引线连接。根据本发明专利技术，每个ＩＧＢＴ由与其并联的特别参数设置的压敏电阻（Ｖｐ，Ｖｎ）跨接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有半导体开关元件的分接开关(Stufenschalter)，用于无中断 地在可调式变压器(Mufentransformator)的绕组分接头之间切换。
技术介绍
在WO 01/22447中公开了被构造为混合式IGBT开关的一种具有半导体开关元件 的分接开关。在那里所描述的分接开关根据其中可以不需要蓄能器(Krafispeicher)的有 载切换开关(Laufiastschalter)的原理而工作。该分接开关具有一个机械部件和一个电 气部件作为混合式开关。作为WO 01/22447的实际对象的机械部件具有机械的开关触点；中央部件是借助 于电机驱动沿着与中性点(Sternpimkt)连接的接触滑轨被移动并且连接其中固定的接触 元件的可移动的滑动触头。实际的负载转换本身通过分别具有格列茨电路中的四个二极管 的两个IGBT实现。混合式开关的这个已知设计在机械方面很复杂且要求高，以确保必需的负载转换 正好在负载电流过零时。W097/05536公开了另一 IGBT开关装置，其中电力变压器的调整线圈的分接头经 由两个IGBT的串联电路而与公共的负载引线连接。这种已知的开关装置根据脉宽调制的原理工作；其中，对回路电流的限制通过抽 头线圈的暂态无功电抗(transiente reactiveReaktanz :TER)来实现。这种已知的电路结构以及所基于的电路原理要求分接开关对各自的应当连接的 可调式变压器的特定匹配。也就是说，可调式变压器和分接开关相互协调并且电气地共同 作用。这种已知的开关装置因此不能生产作为单独的能通用的装置。最后，GB-A-2424766公开了用于分接开关的不同电路结构，这些电路结构包含不 同连接的压敏电阻。在一种实施方式中，压敏电阻与各自的开关元件并联连接，并且用于分 压。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供开头所提到的类型的一种分接开关，其构造简单、运行安全 性高，并且不需要必须只有正好在负载电流过零时开关。此外，本专利技术的另一目的是提供这 样的一种分接开关，其不必专门适配于要连接的可调式变压器的相应额定负载电流和相应 绕组，而是可以几乎“现成地”作为功能装置连接到完全不同的可调式变压器。该任务通过具有权利要求1的特征的分接开关来实现。从属权利要求涉及本专利技术 的特别有利的扩展方式。本专利技术涉及两个开关单元，其中每个开关单元分别由两个配套的反向并联的IGBT 构成。为每个单个IGBT分配与其并联连接的压敏电阻。其中，压敏电阻被参数设计为使得 压敏电压低于各自并联的IGBT的最大阻断电压，但比级电压(Mufenspanrumg)的最大瞬3时值大。特别有利地，一个反向并联的开关单元的两个配套的IGBT以紧凑堆叠的形式紧滋妙入" ι 纟口 口。此外，特别有利是，为了实现尽可能感应低的并行路径，直接在每个IGBT的旁边 定位相应的压敏电阻并将其集成到堆叠中。以这种方式可以实现IGBT和并联的压敏电阻 之间特别短的导线连接。该结构使得即使在负载电流的完全的瞬时值的情况下也能够实现 在IGBT上流动的负载电流的非常快的“硬”切断，其中在0. 1到1 μ s之内转换到感应特别 低地连接的压敏电阻，该压敏电阻本身只具有ns级的非常小的响应延迟。IGBT的“硬切换”显著地减小了在IGBT中转换的切换损耗能量，并且如后面还要 详细介绍的那样使得能够在每个任意瞬时负载电流值的情况下实现分接开关(OLTC)换接 的这里提供的开关设计，而没有OLTC中附加的转换阻抗、不需要了解抽头线圈的漏电抗、 不需要OLTC对相应额定负载电流或者级电压的适配、并且不需要进行切断和进行接管的 IGBT接线组的精确到μ s的在时间上的校准。虽然从DE 10118743Α1和许多其他公开文献中已经公开了结合IGBT的压敏电阻。 但是，它们在现有技术中只用于针对过电压保护半导体，因此只具有限压功能。相反，在本专利技术中，与每个IGBT并行设置压敏电阻的功能是另一功能在附带的、 由电网电压驱动的负载电流从进行切断的IGBT转换到并联的压敏电阻(小的转换回路) 之后，负载电流所流过的压敏电阻根据其I-U特性曲线而产生一个电压，该电压对电流瞬 时值的依赖性相对很小并且在OLTC转换过程期间实际上保持恒定。其中尤其有利地，压敏电阻被参数设计为使得在加载以最大电流峰值时所产生的 压敏电压还具有对于IGBT最大截止电压足够的安全距离。另一方面，压敏电阻的钳位电压(在ImA时的UvJ必须明显高于最大级电压的峰 值，因此负载电流可以从切断的OLTC侧经由级电压转换到接收负载电流的侧上(大的转换 回路)。压敏电阻上的电压降的瞬时值与级电压的瞬时值之间的差别AU通过压敏电阻 的特殊参数设计而导致负载电流经由导线电感和抽头线圈的漏电感而转换到分接开关的 接收侧，并且决定转换过程的di/dt(di/dt = AU/LKoffl)。这意味着，在本专利技术的范围中，压敏电阻并不是如根据现有技术已知的那样用于 减小瞬间过电压。在本专利技术中，压敏电阻承担对于其类型非典型的并且现有技术未涉及的 以下功能-从硬切断的IGBT接收负载电流-生成与负载电流瞬时值无关地必须位于IGBT最大截止电压与最大级电压的峰 值之间的电压降-提供将负载电流从分接开关的电流传导侧经由相反方向的级电压转换到进行接 收的分接开关侧的电压-时间面。通过本专利技术，得到了功率电子的接线组的非常简单且成本经济的参数设计，因为 能量吸收量在压敏电阻的情况下能灵活地改变，并且比IGBT芯片的小得多、贵得多并且在 量方面仅能很难地改变的容量大得多。作为通过压敏电阻进行负载电流传导、通过压敏电阻提供所必需的转换-电压-时间面、以及同样通过压敏电阻吸收其中所产生的损耗能量的另一有利效果，对于进 行切断的IGBT组的切断时刻与进行接收的IGBT组的接通时刻的同步产生非常大的公差范围。如果随着工作时间的经过，由于控制电子元件中工作点偏移以及部件老化而应当 设置数量级为约士 10μ s的重叠的或有间隔的(lueckend)转换特性，则由此在根据本专利技术 的电路设计中不产生功能危害。总之，本专利技术具有以下优点-在没有IGBT的热过载的情况下在负载电流的任何每个瞬时值时进行转换的选 择可能性-大约10μ s的分接开关侧的负载电流的A — B或B — A的非常快的转换过程-避免产生干扰的振动-不需要每个分接开关特定于任务地适配订购情形的具体额定级数据(级电压， 额定贯通电流(Nerm-Durchgangsstrom)，漏电感)，只要级电压的极限值和额定贯通电流 不被超过的话。-对于两个IGBT接线组之间的转换时间偏移具有非常大的公差范围的、健壮的本 身安全的转换设计。在较长工作时间后不需要再校准。附图说明以下借助于附图示例性地更详细地介绍本专利技术。附图1示出了根据本专利技术的第一分接开关的电路。附图2示出了在本专利技术范围中修改后的第二分接开关的电路。具体实施例方式如图1所示，两个线圈分接头(抽头η及抽头n+1)中每一个经由机械开关或 DSb利用由各自的两个相反连接的IGBT (在η侧为Ian和Iap，以及在n+1侧为Ibn和Ibp)构 成的串联电路与分接开关引线连接。与一侧的两个串联的IGBT(IaI^n Iap)和另一侧的两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有半导体开关元件的分接开关，用于无中断地在可调式变压器的绕组分接头之间进行转换， 所述分接开关包括两个能与各自的绕组分接头连接的负载支路， 所述半导体开关元件是ＩＧＢＴ（Ｉ↓［ａｎ］，Ｉ↓［ａｐ］；Ｉ↓［ｂｎ］，Ｉ↓［ｂｐ］），这两个负载支路中的每一个都经由所设置的由两个相反连接的ＩＧＢＴ（Ｉ↓［ａｎ］，Ｉ↓［ａｐ］；Ｉ↓［ｂｎ］，Ｉ↓［ｂｐ］）构成的串联电路与共同的负载引线电气连接，并且 与每个ＩＧＢＴ（Ｉ↓［ａｎ］，Ｉ↓［ａｐ］；Ｉ↓［ｂｎ］，Ｉ↓［ｂｐ］）并联设置一个二极管（ｄ↓［ａｎ］，ｄ↓［ａｐ］，ｄ↓［ｂｎ］，ｄ↓［ｂｐ］），每个负载支路中的两个二极管（ｄ↓［ａｎ］，ｄ↓［ａｐ］或ｄ↓［ｂｎ］，ｄ↓［ｂｐ］）相互相反地连接， 其特征在于， 在每个负载支路中分别有一个机械开关（ＤＳ↓［ａ］，ＤＳ↓［ｂ］）与由ＩＧＢＴ（Ｉ↓［ａｎ］，Ｉ↓［ａｐ］；Ｉ↓［ｂｎ］，Ｉ↓［ｂｐ］）和并联的二极管（ｄ↓［ａｎ］，ｄ↓［ａｐ］，ｄ↓［ｂｎ］，ｄ↓［ｂｐ］）构成的串联电路串联连接， 与由ＩＧＢＴ（Ｉ↓［ａｎ］，Ｉ↓［ａｐ］；Ｉ↓［ｂｎ］，Ｉ↓［ｂｐ］）和二极管（ｄ↓［ａｎ］，ｄ↓［ａｐ］，ｄ↓［ｂｎ］，ｄ↓［ｂｐ］）构成的每个并联电路分别并联连接一个压敏电阻（Ｖ↓［ａｎ］，Ｖ↓［ａｐ］；Ｖ↓［ｂｎ］，Ｖ↓［ｂｐ］），并且 所述压敏电阻（Ｖ↓［ａｎ］，Ｖ↓［ａｐ］；Ｖ↓［ｂｎ］，Ｖ↓［ｂｐ］或Ｖ↓［ａ］，Ｖ↓［ｂ］）被参数设置为使得其压敏电压小于各自并联的ＩＧＢＴ的最大阻断电压，并且大于级电压的最大瞬时值。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：O布吕克尔，D多那尔，HH莱克曼米斯克，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：DE[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。