CH243922A

CH243922A - Mehrphasiger Leistungstransformator mit einer im Sternpunkt der Leistungswicklung angeschlossenen Löschspule.

Info

Publication number: CH243922A
Authority: CH
Inventors: Hermes Patentverwertun Haftung
Original assignee: Hermes Patentverwertungs Gmbh
Priority date: 1942-10-21
Filing date: 1943-10-13
Publication date: 1946-08-15

Description

1Vlehrphasiger Leistungstransformator mit einer im Sternpunkt der Leistungswicklung angeschlossenen Löschspule. Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrphasigen Leistungstransformator mit sterngeschalteter Leistungswicklung, bei dem zur Löschung des Erdschlussstromes in Hoch spannungsnetzen im Sternpunkt der Lei- stimgswicklung eine Löschspule anges,

chlos- sen ist, die im Erdschlussfall nur einen Teil der Phasenspannung übernimmt.

Bei Höchstspannungstransformatoren ist es bereits bekannt, die Spannung im Stern punkt im Falle eines Erdschlusses dadurch auf einen Bruchteil der Phasenspannung ab zusenken, dass man ausser der im Sternpunkt der Leistungswicklung angeschlossenen Erd- schlussdrossel an den Klemmen einer in offe nem Polygon geschalteten Wicklung noch eine weitere Drosselspule anschliesst, die bei Erdsühluss den Restteil der Phasenspannung übernimmt.

Die Erfindung ermöglicht, bei gleicher Aufteilung der Erdschlussspannung die zweite Drosselspule einzusparen. Erfindungsgemäss wird zu diesem Zweck bei einem mehrphasigen Leistungstransfor- mator mit in. Stern geschalteter Leistungs- wicklung, an deren Sternpunkt eine Erd- schlussdrossel angeschlossen ist, die nur für einen Teil der Phasenspannung ausgelegt ist,

der Rest der Phasenspannung durch entspre chende Ausbildung des Transformatoreisen- kern.es von den Phasenwicklungen übernom men. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass man dem Eisenkern wenigstens einen freien magnetischen Rückschluss gibt, der im Erd- schlussfalle den Unsymmetriefluss führt und den oder die Rückschlüsse mit Luftspalten, versieht, die so bemessen sind,

dass der ihren Amperewindungsbedarf deckende gleich phasige Erdschlusslöschstrom in den Wick lungen des Transformators Spannungsabfälle erzeugt, dis einen Bruchteil der Phasenspan nung ausmachen, während die Erdschluss- löschspule den verbleibenden Rest der Erd- schlussspannungübernimmt. Die Rückschlüsse können dabei gegebenenfalls regelbare Wick lungen tragen, die von einer auf den Haupt schenkeln angeordneten, im offenen Polygon geschalteten Wicklung gespeist werden.

Die Windungszahlen der auf den Rückschlüssen untergebrachten Wicklungen sind daher etwa gleich der Windungszahl einer Phase der Polygonwicklung zu machen. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass schädliche und vor allem unkontrollierbare Jochflüsse, wie sie sich im Falle einer Ausführung mit unbewickelten Rückschlüssen bei Erdschluss einstellen, vermieden werden.

In der Zeichnung sind verschiedene Aus- führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des wiedergegeben.

Die Fig. 1 zeigt den Fall eines Transfor mators mit unbewickelten Rückschlüssen, die Fig. 2 eine Anordnung, bei der die Rück schlüsse mit Wicklungen versehen sind.

In Fig. 1 sind mit 1 die Hauptschenkel und mit 2 die Rückschlussschenkel des Eisen kernes bezeichnet. 3 stellt die Hochspa.n- nungscwricklung dar, 4 die Niederspannungs wicklung. Beide uricklungen sind in Stern geschaltet. Die Hochspannungswicklung ist im Sternpunkt 0 über eine Erdschlusslösch- spule 5 geerdet, die im Erdschlussfalle einen Teil der Phasenspannung übernimmt. Der Sternpunkt der Niederspannungswicklung ist frei.

Der magnetische Widerstand der Rück schlussschenkel 2 ist durch Anordnung von Luftspalten künstlich erhöht. Die Luftspalte sind zweckmässig über die Länge der Rück schlussschenkel verteilt. Kommt es darauf an, die bei der Anordnung nach Fig. 1 auftreten den Jochflüsse im Erdschlussfalle zu ver meiden, z. B. bei starker Belastung des Stern punktes, dann empfiehlt es sich, eine An ordnung nach Fig. 2 zu wählen.

Hier sind mit 1 wieder die Hauptschenkel des Eisen kernes, die keine Luftspalte besitzen, be zeichnet und mit 2 die Luftspalte enthalten den Kernrückschlüsse. 3 ist die in Stern ge schaltete und im Sternpunkt 0 über eine Erd- sehlusslöschspule 5 geerdete Hochspannungs wicklung. 4 ist die gleichfalls in Stern ge schaltete Niederspannungswicklung. Mit 6 ist eine ausser den Leistungswicklungen auf den Hauptschenkeln angeordnete, im offenen Dreieck geschaltete Wicklung angedeutet.

Die Wicklung 6 speist die auf den Rück schlussschenkeln 4 angebrachten, in Reihe geschalteten Wicklungen 7. Diese haben etwa die gleiche Windungszahl -vvie die einzelnen Phasenwicklungen der im offenen Dreieck ge schalteten Wicklung 6. Die Rückscblussschen- kel sind auch bei. der Anordnung nach Fig. 2 so bemessen, dass bei Aufnahme des ge wünschten Anteils der Phasenspannung an den Wicklungen 3 des Transformators der in den Wicklungen 7 fliessende Strom gerade den Amperewindungsbedarf der Rückschlüsse deckt.

Für die Rückschlüsse kann eine höhere Sättigung zugelassen werden als für die Hauptschenkel. Der Verlauf des Erdschluss,- löschstromes ie in den Wicklungen 3 ist in der Fig. 2 durch. Pfeile angedeutet. Der in den Wicklungen 6 und 7 fliessende Strom ist demnach
EMI0002.0056
. i. Dabei ist ü das Übersetzungs- verbä,ltnis Wicklung 0' : \Vicklung 6.

Im Falle eines Erdschlusses ergibt sich das in Fig. 3 gezeichnete Vektordiagramm. Hierin stellenU, V, W die Spannungen an den Wicklungsschenkeln im Normalbetrieb dar.

Aus dem Diagramm erkennt man, dass im Erdschlussfall der Phase W die Span nung und damit die Sättigung an den gesun- den Schenkeln 0U und OIT nur entsprechend dem von den Rückschlüssen zugelassenen Un- symmetriefluss heraufgeht. Die von diesem Fluss induzierte Unsymmetriespannung ist mit UZ bezeichnet.

Anstatt den Eisenkern einteilig auszu führen, ist es auch möglich, ihn in eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl von Ein phasenkernen aufzuteilen. Dabei muss aber gemäss Fig. 4 jeder Einphasenkern ausser dem den Betriebsfluss führenden Rückschluss- schenkel einen weiteren Ausgleichsschenkel für den im Erdschlussfalle entstehenden Un- symmetriefluss besitzen.

Der den Betriebsfluss führende Rückschlussschenkel ist in seinem Querschnitt entsprechend dem normalen Pha- senfluss im ungestörten Betrieb zu bemessen, der den Unsymmetriefluss führende Aus gleichsschenkel, der mit Luftspalten versehen ist, braucht dagegen nur für den im Erd- schlussfalle auftretenden Unsymmetriefluss bemessen zu werden.

Für den den Unsymme- triefluss führenden Schenkel wird man auch hier zweckmässig eine höhere Sättigung zu lassen als für die übrigen Schenkel. Bei der Unterteilung des Mehrphasentransformators in eine aus mehreren Einphaseneinheiten be stehende Anordnung muss stets auf dem den Unsymmetriefluss führenden Ausgleichs schenkel eine Wicklung angeordnet werden,

die von einer auf dem erregten Hauptschenkel liegenden, mit den entsprechenden Wicklun gen der übrigen Schenkel in offenem Polygon zusammengeschalteten Wicklung gespeist wird. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4.

Dabei sind mit 10 die Hauptschenkel des Eisenkernes bezeichnet, mit 20 die mit Luft spalten versehenen Ausgleichsschenkel für den Unsymmetriefluss und mit 40 die luft- spaltlosen Rückschlussschenkel. Mit 30 ist die in Stern geschaltete Hochspannungswicklung angedeutet. Diese ist im Sternnullpunkt über eine Erdschlusslöschdrossel 50 geerdet. 60 sind auf den Hauptschenkeln angeordnete, im offenen Polygon geschaltete Wicklungen und 70 Wicklungen für den Unsymmetriefluss-, die auf den Ausgleichsschenkeln sitzen.

Bei Ausführung von Mehrphasenleistungs- transformatoren gemäss Fig. 1 der Erfindung wird gegenüber bekannten Anordnungen mixt gleicher Aufteilung der Erdschlussspannung nicht nur die an die Dreieckswicklung anzu schliessende Drosselspule, sondern auch die Dreieckswicklung auf den Hauptschenkeln des Transformators selbst erspart.

Wird der Transformator nach Fig. 2 ausgeführt, so bleibt auf jeden Fall noch die Ersparnis des Eisengewichts der Drosselspule, da die mit Drosselwicklungen versehenen Rückschlüsse auch bei den bekannten Anordnungen benö tigt werden.

Darüber hinaus ergibt sich noch eine Ersparnis an Eisengewicht bei den Rückschlussechenkeln, deren Sättigung gemäss der Erfindung höher liegen kann als bei den Rückschlüssen der bekannten Transforma- toranordnungen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Mehrphasiger Leistungstransformator mit in Stern geschalteter Leistungswicklung, an deren Sternpunkt eine Erdschlusslöschspule angeschlossen ist, die im Erdschlussfalle nur einen Teil der Phasenspannung übernimmt, dadurch gekennzeichnet,

dass der Rest der Phasenspannung durch entsprechende Aus bildung des Eisenkernes von den Phasen- wicklungen des Transformators aufgenommen wird.

UNTERANSPRÜCHE: 1. Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern des Transformators einen mit Luftspalten versehenen unbewickelten Rückschluss besitzt, der im Erdschlussfalle den Unsymmetriefluss führt und so bemessen ist, dass der den Amperewindungsbedarf deckende Erdschluss- löschstrom in den Phasenwicklungen des Transformators Spannungsabfälle erzeugt,

die einen Bruchteil der Phasenspannung aus machen. 2. Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern des Transformators mehrere mit Luftspalten versehene unbewickelte Rückschlüsse besitzt, die im Erdschlussfalle den Unsymmetriefluss führen und so bemessen sind,

dass der ihren Amperewindungsbedarf deckende Erdschluss- löschstrom in den Phasenwicklungen des Transformators Spannungsabfälle erzeugt, die einen Bruchteil der Phasenspannung aus machen. 3.

Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern des Transformators einen mit Luftspalten versehenen Rückschluss besitzt, der im Erd- schluss.fall den Unsymmetriefluss führt und dass dieser eine Wicklung trägt, die von einer auf den Hauptschenkeln des Transformators angeordneten, im offenen Polygon geschalte ten Wicklung gespeist wird. 4.

Transformator naeh Patentanspruch., dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern des Transformators mehrere mit Luftspalten versehene Rückschlüsse besitzt, die im.Erd- schlussfall den Unsymmetriefluss führt und dass diese Wicklungen tragen, die von einer auf den Hauptschenkeln des Transformators angeordneten, im offenen Polygon geschalte ten Wicklung gespeist werden. 5.

Transformator nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die Windungszahl jeder der auf den Rückschlüssen angeordneten Wicklungen etwa gleich der Windungszahl der Polygon wicklung gemacht ist. 6. Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschen kel keine Luftspalte besitzen.

7. Transformator nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass der den Unsymmetriefluss führende Rückschlussschenkel im Querschnitt so be messen ist, dass sich für ihn eine höhere Sät tigung ergibt als für die Hauptschenkel. ss. Transformator nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass die den Unsymmetriefluss führenden Rückschlussschenkel im Querschnitt so be messen sind, dass sich für sie eine höhere Sättigung ergibt als für die Hauptschenkel. 9.

Transformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern in eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl von Einphasenkernen aufgeteilt ist und dass jeder dieser Einphasenkerne ausser dem den Betriebsfluh führenden Rüekschlussschenkel einen weiteren Ausgleichsschenkel für den im Erdschlussfalle auftretenden Unsymmetrie- fluss besitzt. 10.

Transformator nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeich net, da,ss der den Betriebsfluss führende Rück schlussschenkel in seinem Querschnitt ent sprechend dem normalen Pha.senfluss im un gestörten Betrieb bemessen ist.

11. Transformator nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass der den Unsymmetriefluss führende Ausgleichsschenkel Luftspalte besitzt und in seinem Querschnitt lediglich für den im Erdschlussfall auftretenden Unsymmetrie- fluss bemessen ist. 12.

Transformator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 9 und 11, dadurch ge kennzeichnet, dass der den Unsymmetriefluss führende Schenkel höher gesättigt ist als die übrigen Schenkel. 13. Transformator nach Patentanspruch und Unteransprüchen 9, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet., dass der den Unsymmetrie- fluss führende Ausgleichsschenkel eine Wick lung trägt, die von einer auf dem erregten Hauptschenkel liegenden, im offenen Poly gon geschalteten Wicklung gespeist wird.