CH689323A5 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Einschaltstromstosses beim Betreiben einer Drehstromlast. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung des Einschaltstromstosses beim Betreiben einer Drehstromlast nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9. 



  Beim Betreiben induktivitätsbehafteter Lasten verbleibt nach dem Ausschalten im magnetisierbaren Kern solcher Lasten eine magnetische Remanenz oder remanente Induktion, die je nach Polarität der Wechselspannung zum Ausschaltzeitpunkt unterschiedlich gepolt sein kann und auch eine unterschiedliche Grösse haben kann. 



  Beim Einschalten induktivitätsbehafteter Lasten ist deren Remanenzlage in der Regel unbekannt und es tritt speziell z.B. bei Transformatoren mit hoher Induktion und geringen Luftspalten beim Zusammentreffen eines zur vorhandenen Remanenzlage ungünstigen Einschaltzeitpunktes, bezogen auf den Verlauf der Wechselspannung, ein hoher Einschaltstromstoss auf, der unter Umständen bis zum fünfzigfachen des Nennstromes betragen kann und zum Auslösen von Sicherungselementen führt. 



  Diese hohen Ströme ergeben sich, weil die Magnetisierung hierbei weit in die Sättigung getrieben wird. 



  Man ist aus diesem Grunde gezwungen, die Induktion soweit zu reduzieren, bis der Einschaltstrom auch im ungünstigsten Fall einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Dies erfordert jedoch bei gleicher Nennleistung erheblich mehr Eisen für den Kern z.B. eines Transformators und macht diesen entsprechend gross und teuer, was sich insbesondere bei Transformatoren hoher Leistung nachteilig auswirkt. 



  Aus der PCT/DE91/00 216 ist es bereits bekannt, eine der drei Leiterspannungen an die zugeordnete Wicklung zu schalten und dabei, die Spannungs-Halbwellenanschnitte zu vergrössern. Gleichzeitig erfolgt hierbei eine Messung des Blindstromes beziehungsweise Magnetisierungsstromes. Durch die Messung des Blindstromes erfolgt eine Überwachung des Betriebszustandes, bei dem die Magnetisierung des Kerns in die Sättigung gelangt. 



  Dieses Einschaltverfahren hat sich bewährt, jedoch ist hierbei eine Strommessung erforderlich und auch Einrichtungen zur Auswertung der Messung und zur entsprechenden Steuerung der Stellglieder. Ausserdem muss eine vergleichsweise aufwendige Folgesteuerung vorgesehen sein, da nach dem Bestromen einer Wicklung durch Einschalten einer Leiterspannung bis zum Erreichen der Magnetisierungssättigung, die anderen Leiterspannungen nach einer vorgebbaren Verzögerungszeit folgerichtig zugeschaltet werden müssen. Es ist somit ein nicht unerheblicher schaltungstechnischer Aufwand vorhanden. 



  Es wurden auch schon Versuche unternommen, dieses Einschaltverfahren ohne Strommessung und mit auf einen festen Wert reduzierter Effektivspannung durchzuführen. Dabei wurde eine Vormagnetisierung des Kernes durch Anlegen einer der drei  Leiterspannungen vorgenommen. Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, dass eine wirksame Reduzierung des Einschaltstromstosses stark von der Belastung und der Güte der induktiven Last abhängt, so dass eine Veränderung und Anpassung des Einschaltverfahrens jeweils in Abhängigkeit der angeschlossenen, induktiven Last und z.B. bei einem Drehstromtransformator auch in Abhängigkeit von dessen sekundärseitiger Belastung vorgenommen werden muss. Dies ist jedoch umständlich und behindert einen universellen Einsatz. 



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art sowie eine Vorrichtung zu schaffen, womit auf einfache Weise eine Drehstromlast auch bei verschiedenen Lastbedingungen und unterschiedlichen Ausführungen der Drehstromlast mit zumindest erheblich reduziertem, vorzugsweise mit praktisch vernachlässigbarem Einschaltstromstoss eingeschaltet werden kann. 



  Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss insbesondere vorgeschlagen, dass die einer Wicklung zugeordneten Kernbereiche jeweils auf vorgebbare Magnetisierungen gebracht werden, dass dazu wenigstens zwei der drei Leiterspannungen mit unipolaren und in ihrer Spannungs-Zeit-Fläche mindestens auf etwa die Hälfte reduzierten Spannungshalbwellen nacheinander entsprechend der vorhandenen Phasenverschiebung der Leiterspannungen an die Drehstromlast geschaltet werden und dass nach wenigstens der Zeitdauer einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung, eine der drei Leiterspannungen mit bis zu einem Sollwert oder bis zum Nennwert der Netzspannung vergrössertem Effektivwert eingeschaltet bleibt und dann die anderen beiden Phasen ebenfalls mit vergrössertem Effektivwert in Folge zugeschaltet werden. 



  Bei diesem Einschaltverfahren werden mindestens zwei der drei Leiterspannungen eingeschaltet, so dass dadurch praktisch das  gesamte Eisen des Kerns so vormagnetisiert werden kann, dass ein unerwünschtes Entmagnetisieren in den Bestromungslücken nicht zum Tragen kommt. Es kann somit eine definierte Vormagnetisierungslage des Kerns erreicht werden, die als Ausgangslage für ein Hochschalten beziehungsweise Anschalten an die z.B. volle Netzspannung dient. Dieses Verfahren ermöglicht insbesondere auch ein sehr schnelles Einschalten der induktiven Last ans Netz. Eine Messung des Magnetisierungsstromes zur Erkennung des Magnetisierungszustandes ist bei diesem Verfahren nicht notwendig und es ist somit der Aufwand reduziert. 



  Werden die in Ihrem Effektivwert reduzierten, unipolaren Spannungspulse oder Halbwellen in der vorgesehenen Weise laufend auf die Drehstromlast gegeben, so wird nach wenigstens der Zeitdauer einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung ein Magnetisierungsmuster mit sich periodisch wiederholenden Magnetisierungszuständen geschaffen, so dass jeweils nach Erreichen dieses Magnetisierungsmusters zu einem beliebigen Zeitpunkt jeweils im Anschluss an eine reduzierte Spannungsbeaufschlagung einer Phase, beginnend mit dieser, voll eingeschaltet werden kann. 



  Damit wird das Problem gelöst, dass sich beim Vormagnetisieren eines der jeweils einer Wicklung zugeordneten Kernbereiches auch die Magnetisierungszustände der beiden anderen ändern. Es ist dabei nicht möglich, die Verhältnisse von einer einphasigen, induktiven Last auf eine Drehstromlast zu übertragen, da bei der Drehstromlast nicht alle Kernbereiche gleichzeitig in eine remanente, maximale Magnetisierung gebracht werden können. Es wird deshalb ein Magnetisierungsmuster geschaffen und in Kenntnis der jeweils vorhandenen, unterschiedlichen und sich wiederholenden Magnetisierungen in den drei Kernbereichen, passend eingeschaltet. Unerwünschte Überströme beim Einschalten werden damit wirksam verhindert. 



  Die unipolaren, in ihrer Spannungs-Zeit-Fläche reduzierten Spannungshalbwellen können in einem Bereich entsprechend einem Phasenanschnittwinkel von 135 DEG  bis etwa 90 DEG bei etwa sinusförmiger Netzspannung reduziert werden. Insbesondere bei Drehstromtransformatoren als induktive Last mit einer sekundärseitigen Belastung genügen bereits vergleichsweise kleine Spannungs- bzw. Strompulse zum Magnetisieren des Kerns auf eine definierte Ausgangsremanenzlage. 



  Als universell hat sich eine Reduzierung der unipolaren Spannungshalbwellen auf einen Effektivwert entsprechend einem Phasenanschnittwinkel von 90 DEG  herausgestellt. 



  Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Magnetisierung bzw. Vormagnetisierung der drei Kernbereiche mit einem zumindest in zwei Kernbereichen gleichsinnigen, bzw. gleichgerichteten Magnetfluss vorgenommen. Durch diese Massnahme wird bereits nach der Zeitdauer einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung eine definierte Remanenzlage erreicht. 



  Vorzugsweise werden bei nebeneinander auf einem EI-Kern angeordneten, im Dreieck geschalteten Wicklungen nacheinander in Folge zuerst die auf den äusseren Schenkeln angeordneten Wicklungen und dann die auf dem mittleren Schenkel angeordnete Wicklung bestromt. Diese Magnetisierungsfolge hat ergeben, dass damit die Vormagnetisierung weitgehend unabhängig von der Lastsituation und sogar bei unsymmetrischen Lasten möglich ist und damit stromspitzenfrei eingeschaltet werden kann. 



  Besonders vorteilhaft ist es, wenn die während der Vormagnetisierungsphase an die Wicklungen angelegten, effektiven Spannungen vom Einschaltzeitpunkt bis zu einer Effektivspannung entsprechend etwa bei 90 DEG angeschnittenen, unipolaren Span nungshalbwellen vergrössert werden. Durch diese Massnahme, die wegen der zur Reduzierung des Spannungseffektivwertes in der Regel bereits vorhandenen Phasenanschittsteuerung technisch einfach realisierbar ist, können sonst gegebenenfalls noch auftretende, kleine Überströme in der Vormagnetisierungsphase vermieden werden. 



  Bei im Dreieck geschalteten Wicklungen einer Drehstromlast und nebeneinander, insbesondere auf einem EI-Kern angeordneten und im Dreieck geschalteten Wicklungen besteht die Möglichkeit eines vereinfachten Vormagnetisierungsverfahrens mit Zuschaltung von zwei Leiterspannungen. Dabei werden bei z.B. auf einem EI-Kern angeordneten und im Dreieck geschalteten Wicklungen jeweils an die äusseren Wicklungen nacheinander die jeweils zugehörigen Leiterspannungen mit gleichpoligen, unipolaren und in ihrer Spannungs-Zeit-Fläche wenigstens auf die Hälfte reduzierten Spannungshalbwellen angelegt, wobei dann nach wenigstens der Zeitdauer einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung eine der beiden Leiterspannungen im Anschluss an eine dieser Spannungshalbwellen mit gegebenenfalls reduzierten Effektivwert bzw.

   Stromflusswinkel eingeschaltet bleibt und die anderen beiden Leiterspannungen mit gegebenenfalls ebenfalls reduziertem Stromflusswinkel bzw. Effektivwert in Folge zugeschaltet werden. 



  Durch das Zuschalten von nur zwei Leiterspannungen während der Vormagnetisierungsphase verringert sich insgesamt der Aufwand bei der Steuerung und auch bezüglich der Anzahl der Stellglieder, da nur noch zwei Stellglieder vorgesehen sein müssen, während die dritte Phase direkt angeschlossen werden kann. 



  Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass bei wahlweise primärseitig im Stern oder Dreieck geschalteten Wicklungen zur Kern-Vormagnetisierung auf vorgebbare Werte, alle drei Leiterspannungen beim Netzeinschalten nacheinander  entsprechend der vorhandenen Phasenverschiebung unipolar und mit reduziertem Effektivwert an die Ihnen jeweils zugeordneten Wicklungen geschaltet werden und dass dann nach wenigstens der Zeitdauer einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung eine Leiterspannung im Anschluss an eine dieser Spannungshalbwellen mit gegebenenfalls reduziertem Effektivwert bzw. Stromflusswinkel eingeschaltet bleibt und die anderen beiden Leiterspannungen mit gegebenenfalls ebenfalls reduziertem Stromflusswinkel bzw. Effektivwert in Folge zugeschaltet werden. 



  Mit diesem Einschaltverfahren können universell sowohl primärseitig im Stern als auch im Dreieck geschaltete Wicklungen einer induktiven Drehstromlast praktisch ohne Einschaltstromstoss ans Netz geschaltet werden. 



  Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromstosses einer induktivitätsbehafteten, mit einem magnetisierbaren Kern versehenen Drehstromlast insbesondere eines Drehstromtransformators, wobei die Vorrichtung mit einer Phasenanschnittsteuerung verbundene, als Wechselstromschalter ausgebildete Stellglieder in den Phasenzweigen aufweist.

   Diese Vorrichtung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens zwei Phasenzweigen Stellglieder vorgesehen sind und dass diese Stellglieder sowie die Phasenanschnittsteuerung mit einer Ablaufsteuerung verbunden sind, zum Ein- und Ausschalten der Stellglieder der Vormagnetisierung der Kernbereiche auf vorgebbare Werte zum anschliessenden, folgerichtigen Einschalter der Stellglieder und zum Ansteuern der Phasenanschnittsteuerung im Sinne einer Veränderung des Phasenanschnittwinkels von etwa 135 DEG  bis etwa 90 DEG  während der Vormagnetisierung zu kleineren Phasenanschnittwinkeln in der anschliessenden Betriebsphase. 



  Mit dieser Vorrichtung lässt sich bei geringem Aufwand eine induktive Last praktisch unabhängig von deren Lastzustand ohne Überstromspitzen einschalten. 



  Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt: 
 
   Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromstosses mit einer Ablaufsteuerung und einer an Stellglieder angeschlossenen Phasenanschnittsteuerung sowie einem an die Vorrichtung angeschlossenen Drehstromtransformator, 
   Fig. 2 eine schematische Darstellung eines dreischenkeligen Drehstromtransformators, 
   Fig. 3 ein Diagramm mit Darstellung der Drehstrom-Leiterspannungen mit zugehörigen Strömen, 
   Fig. 4 bis 9 den einzelnen Schenkeln eines Drehstromtransformators zugeordnete Magnetisierungs-Hysteresekurven, 
   Fig. 10 ein etwa mit Fig.

   3 vergleichbares Diagramm, hier jedoch für ein etwas abgeändertes Einschaltverfahren, 
   Fig. 11 die Schaltung eines primärseitig im Stern geschalteten Drehstromtransformators mit in den Strangzuleitungen befindlichen Stellgliedern, 
   Fig. 12 ein Diagramm mit Darstellung der drei Leiterspannungen mit zugehörigen Strömen, 
   Fig. 13 bis 15 dem Diagramm gemäss Fig. 12 bzw. der Schaltung nach Fig. 11 zugeordnete Magnetisierungs-Hysteresekurven, 
   Fig. 16 eine Schaltung eines primärseitig im Dreieck geschalteten Drehstromtransformators mit nur in zwei Phasenzuleitungen befindlichen Stellgliedern, 
   Fig. 17 ein Diagramm mit Darstellung der Leiterspannungen und der zugehörigen Ströme beim Einschalten eines in Fig. 16 gezeigten Drehstromtransformators und 
   Fig 18 bis 20 den Fig. 16 und 17 zugeordnete Magnetisierungs-Hysteresekurve. 
 



  Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 in Verbindung mit einem in der Schaltgruppe Dy5 geschalteten Drehstromtransformators 2. Dieser Transformator 2 ist primärseitig mit seinen Wicklungen 3, 4, 5 im Dreieck geschaltet. In die an die Phasen R S T angeschlossenen Phasenleiter 6, 7, 8 befindet sich jeweils ein symbolisch durch einen Schalter dargestelltes Stellglied 9, 10, 11. Zur Kennzeichnung der Leiterspannungen sind zwischen die Phasenleiter entsprechende Spannungspfeile URS, UST und UTR eingezeichnet. 



  Sekundärseitig ist der Transformator 2 mit seinen Sekundärwicklungen 12 im Stern mit Mittelpunktleiter geschaltet und es sind auch noch gegen den Mittelpunktleiter MP geschaltete Lastwiderstände 13 erkennbar. Die Stellglieder 9, 10, 11 sind mit einer Steuerung 14 verbunden, die im wesentlichen eine Ablaufsteuerung 15 sowie eine Phasenanschnittsteuerung 16 beinhaltet. Damit können die Stellglieder 9, 10, 11 so gesteuert werden, dass sich unterschiedli che Stromflusswinkel und auch Schaltfolgen realisieren lassen. Die Stellglieder sind in einem praktischen Ausführungsbeispiel durch Triacs, Thyristoren oder eine Kombination aus elektromechanischem Schalter und Halbleiterschalter gebildet.

   Insbesondere können im letzteren Falle die Halbleiterschalter den Stromfluss in einer Vormagnetisierungsphase mit reduziertem Strom übernehmen, während dann bei voll ans Netz geschaltetem Transformator diese Halbleiterschalter durch mechanische Kontakte beispielsweise eines Schützes überbrückt sind. 



  Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Drehstromtransfomators 2 mit einem dreischenkeligen Eisenkern 17 und auf jeden Schenkel 18, 19, 20 befindlicher Primärwicklung 3, 4, 5. Bei dem eingezeichneten Wicklungssinn der Primärwicklungen ergibt sich jeweils in den Eisenkern-Schenkeln 18, 19, 20 der durch Pfeile gekennzeichnete magnetische Fluss  PHI . 



  Um beim Einschalten beispielsweise des in    Fig. 1 gezeigten Drehstromtransformators 2 einen hohen Einschaltstromstoss (Inrush) zu vermeiden, werden die drei Leiterspannungen nacheinander entsprechend der vorhandenen Phasenverschiebung unipolar und mit reduziertem Effektivwert auf die Primärwicklungen 3 bis 5 geschaltet. Durch die Phasenanschittsteuerung kann dabei ein Phasenanschnittwinkel von etwa 135 DEG  bis 90 DEG eingestellt sein. Unipolar bedeutet hier, dass jeweils von den angeschnittenen Spannungshalbwellen entweder nur die positiven oder die negativen auf die Wicklungen geschalten werden. 



  Durch diese reduzierte Spannungs- bzw. Strombeaufschlagung der Primärwicklungen erfolgt eine Vormagnetisierung des Eisenkernes 17, wobei dessen Schenkel 18, 19, 20 in dieser Vormagnetisierungsphase bestimmte Magnetisierungszustände einnehmen, die sich nach kurzer Zeit periodisch wiederholen. Nach Erreichen dieses Magnetisierungsmusters mit sich periodisch wiederholenden Magnetisierungszuständen in den einzelnen  Schenkeln kann der Transformator nach einem von der Steuerung 14 vorgegebenen Ablauf voll eingeschaltet werden, ohne dass dabei Überströme auftreten. 



  Bei dem in Fig. 3 bis 9 gezeigten Einschaltverfahren ist ein fest eingestellter Stromflusswinkel bzw. Phasenanschnittwinkel von etwa 900 vorgesehen. Der Ablauf dieses Einschaltverfahrens bezieht sich auf Drehstromtransformatoren mit primärseitig im Dreieck geschalteten Wicklungen, wie dies bei dem Transformator gemäss Fig. 1 der Fall ist. Die jeweiligen Magnetisierungen in den einzelnen Eisenkern-Schenkeln (vgl. Fig. 2) sind für die Vormagnetisierungsphase in den Diagrammen gemäss Fig. 4 bis 6 wiedergegeben, während beim vollen Einschalten der Netzwechselspannung sich die Magnetisierungsverläufe gemäss Fig. 7 bis 9 ergeben. Die einzelnen Hysteresekurven sind jeweils sinngemäss den Schenkeln des Eisenkernes zugeordnet. Somit bezieht sich Fig. 4 und 7 jeweils auf den Schenkel 18, Fig. 5 und 8 auf den mittleren Schenkel 19 und Fig. 6 und 9 auf den Schenkel 20 des Eisenkernes. 



  Vor dem Einschalten des Transformators ist die Lage der remanenten Induktion in den drei Schenkeln des Transformators beiliebig und zufällig. In den drei Hysteresekurven gemäss Fig. 4 bis 6 sind diese Remanenzlagen jeweils mit A gekennzeichnet. Dies entspricht auch dem Zeitpunkt A in    Fig. 3, wo die Leiterspannung UST bei 90 DEG  Anschnittwinkel an den Transformator geschaltet wird. Im Ausführungsbeispiel wird zunächst von den Netzwechselspannungen jeweils nur die negative, angeschnittene Halbwelle durchgelassen. Ohne weiteres könnte hier jedoch auch in Umkehrung zum Ausführungsbeispiel jeweils nur die positive, angeschnittene Spannungshalbwelle durchgelassen werden. 



  Die in ihrem Effektivwert reduzierte Spannung UST treibt nun einen Strom durch die Wicklung 5 des Drehstromtransformators,  wodurch im Schenkel 20 ein magnetischer Fluss  PHI 20 erzeugt wird. Durch die reduzierte Spannung wird die bei A liegende remanente Induktion über den Punkt B in den Punkt C der Hysteresekurve gebracht (vgl. Fig. 6). Der Punkt B liegt zwar bereits im Sättigungsbereich der Induktion, durch die in ihrem Effektivwert reduzierte Leiterspannung UST wird jedoch im Leiter S bzw. im Leiter T nur eine kleine Blindstromspitze entstehen. Der Zeitpunkt B ist der Spannungsnulldurchgang der Leiterspannung UST. Bis zum Zeitpunkt C (vgl. Fig. 3) ist die Remanenzlage im Schenkel 20 zum stationären Punkt C zurückgelaufen. 



  Der zum Zeitpunkt A erzeugte magnetische Fluss Phi20 teilt sich bei seinem Weg durch den Eisenkern des Transformators in zwei Teilflüsse durch die Schenkel 18 und 19 auf. Die dabei induzierten Spannungen werden bei den nicht angelegten Leiterspannungen URS und UTR mitgemessen. Bei der Leiterspannung URS wird die induzierte Spannung der Wicklung 4 und bei der Leiterspannung UTR die induzierte Spannung der Wicklung 3 gemessen. Die magnetischen Teilflüsse in den Schenkeln 18 und 19 laufen in entgegengesetzter Richtung wie der magnetische Fluss Phi20. Im Schenkel 19 bewirkt der Teilfluss, dass die Remanenz zu positiven Werten hin verschoben wird. In Fig. 5 wird somit die magnetische Induktion von dem Ausgangspunkt A über den Punkt B (entsprechend dem Zeitpunkt B in Fig. 3) zum stationären Punkt C entsprechend dem Zeitpunkt C verschoben.

   Im Schenkel 18 bewirkt der Teilfluss ebenfalls eine Verschiebung der Remanenz zu positiven Werten hin und zwar gemäss Fig. 4 vom Ausgangspunkt A über den Punkt B zum Punkt C. 



  In Fig. 3 ist gut erkennbar, dass die Amplituden der Spannungen URS (1. Diagramm Zeile) und die Spannung UTR (3. Diagrammzeile) durch die Reihenschaltung der Wicklung 3 und 4 beim Anlegen der Spannung UST halb so gross ist, wie die Spannung UST. 



  In der 4., 5. und 6. Diagrammzeile sind jeweils die Ströme IR, IS und IT eingezeichnet. IR ist dabei der Strom durch die  Wicklung 3 und 4, der Strom IS der Strom durch die Wicklung 4 und 5 und der Strom IT der Strom durch die Wicklung 3 und 5. In der Diagrammzeile 5 und 6 ist die zum Zeitpunkt B auftretende Blindstromspitze erkennbar, die auftritt, wenn die magnetische Induktion über den negativen Umkehrpunkt der Hysteresekurve in die Sättigung zum Punkt B gelangt (Fig. 6). 



  Sobald die Blindstromspitze zwischen den Zeitpunkten B und C (Fig. 3) abgeklungen ist, werden die Stellglieder 10 und 11 gesperrt und somit die Spannung UST ausgeschaltet. 



  Zum Zeitpunkt C werden dann die Stellglieder 9 und 11 leitend gemacht, so dass am Transformator die Leiterspannung UTR unipolar mit einer bei 90 DEG  angeschnittenen Halbwelle ansteht. Diese Spannung treibt einen Strom durch die Wicklung 3. Der durch diese Wicklung 3 fliessende Strom erzeugt einen negativen, magnetischen Fluss  PHI 18. Der magnetische Fluss  PHI 18 bewirkt im Schenkel 18, dass die Remanenzlage von dem Punkt C über den Punkt D in den Punkt E verschoben wird. Diesen Magnetisierungslagen entsprechen jeweils wieder die gleich bezeichneten Zeitpunkte in dem Diagramm gemäss Fig. 3.

   Da die remanente Induktion in dem Schenkel 18 im Mittelpunkt der Hysteresekurve (Fig. 4) lag, der Anschnittwinkel der negativen Halbwelle andererseits bei 90 DEG  liegt, wird dementsprechend auch die magnetische Induktion passend bis zum negativen Umkehrpunkt D der Hysteresekurve geführt, so dass hierbei keine Blindstromspitze auftritt. Auch der im Schenkel  PHI 18 erzeugte magnetische Fluss  PHI 18 teilt sich in zwei etwa gleichgrosse Teilflüsse durch die Schenkel 19 und 20 auf. Im Schenkel 19 wird die Remanenzlage in der Hysteresekurve (Fig. 5) von dem Punkt C über den Punkt D in den Punkt E verschoben. Der Punkt D liegt zwar auch im Bereich der Sättigung des Eisens im Schenkel 19, durch die Reihenschaltung der Wicklungen 4 und 5 tritt aber eine messbare Blindstromspitze nicht auf (vgl. Diagramm Zeile 4 und 6 in Fig. 3). 



  Vom Punkt D (Fig. 5) wandert die Magnetisierung zum Punkt E in die stationäre Remanenzlage. Der magnetische Teilfluss des magnetischen Flusses  PHI 18 in dem Schenkel 18 bewirkt in dem Schenkel 20, dass dort die Magnetisierung von dem Punkt C (vgl. Fig. 6) über den Punkt D zum Punkt E verschoben wird. Bei Lage der Magnetisierung im Punkt D, entsprechend auch dem Zeitpunkt D in Fig. 3, werden die Stellglieder 11 und 9 gesperrt. Am Transformator liegt keine Spannung mehr an. 



  Zum Zeitpunkt E wird die Leiterspannung URS durch Ansteuerung der Stellglieder 9 und 10 an den Transformator gelegt. Dies erfolgt ebenso wie bei den beiden anderen Leiterspannungen mit unipolaren und bei 90 DEG  angeschnittenen Spannungshalbwellen. Zum Zeitpunkt E befinden sich die remanenten Induktionen des Eisens der drei Schenkel bei den Punkten E der entsprechenden Hysteresekurven gemäss Fig. 4 bis 6. Der Strom durch die Wicklung 4 erzeugt in dem Schenkel 19 einen magnetischen Fluss  PHI 19. Durch diesen Fluss  PHI 19 wird die Remanenzlage im Schenkel 19 von dem Punkt E über den Punkt F in den Punkt G verschoben (Fig. 5). 



  Durch die Aufteilung des Flusses  PHI 19 in zwei durch die Schenkel 18 und 20 gehende Teilflüsse wird die Remanenzlage in dem Schenkel 18 über den Punkt F zum Punkt G verschoben. Dieser Punkt fällt wieder mit dem Punkt A - zufällig vorhandene Anfangsremanenz - zusammen (Fig. 4). In dem Schenkel 20 wird die Remanenzlage ebenfalls von dem Punkt E über den Punkt F in den Punkt G verschoben (Fig. 6). 



  Ab dem Zeitpunkt G (Fig. 3) wiederholen sich die vorbeschriebenen Magnetisierungszustände in den drei Schenkeln periodisch. Zur Verdeutlichung sind deshalb die Spannungs- und Stromverläufe noch über 3 Periodenlängen dargestellt. In diesem Bereich erfolgt weiterhin nacheinander ein Einschalten der drei Leiterspannungen jeweils mit unipolaren und mit 90 DEG  angeschnittenen Spannungshalbwellen. 



  Ab dem Zeitpunkt N (Fig. 3) beginnt der Übergang zum vollen Einschalten des Drehstromtransformators 2 ans Drehstromnetz. Wie bereits vorerwähnt, befinden sich die Magnetisierungszustände in den 3 Schenkeln 18, 19 20 bereits zum Zeitpunkt G in einer für das volle Einschalten geeigneten Lage. Dementsprechend könnte auch der Zeitpunkt N in den Zeitpunkt G zurück verlegt werden. 



  Zur Verdeutlichung sind die Magnetisierungszustände in den einzelnen Schenkeln während der Übergangsphase vom Vormagnetisieren zum Volleinschalten, in den Hysteresekurven gemäss Fig. 7 bis 9 wiedergegeben. Diese sind jeweils ebenfalls wie die Hysteresekurven gemäss Fig. 4 bis 6 sinngemäss den Schenkeln 18, 19 und 20 zugeordnet. Der Ausgangspunkt N in den Hystresekurven gemäss Fig. 7 bis 9 entspricht dem Magnetisierungs-Remanenzpunkt G in den Fig. 4 bis 6. Die dazu passenden Zeitpunkte sind wiederum mit gleichen Buchstaben in dem Diagramm gemäss Fig. 3 bezeichnet. 



  Zu dem Zeitpunkt N wird die Leiterspannung UST angelegt, indem die Stellglieder 10 und 11 angesteuert werden und schliessen. Durch den im Schenkel 20 erzeugten magnetischen Fluss gelangt die Magnetisierung in diesem Schenkel über den negativen Umkehrpunkt O der Hysteresekurve  (Fig. 9) in den Punkt P. Der negative Umkehrpunkt O liegt beim Spannungsnulldurchgang von der negativen zur positivien Spannungshalbwelle der Leiterspannung UST. Bis zum Zeitpunkt P (Fig. 3) ist die Magnetisierungslage in den Punkt P (Fig. 9) gewandert und befindet sich somit in der maximal möglichen negativen Remanenzlage. 



  Durch die sich ergebenden magnetischen Teilflüsse werden auch die Magnetisierungen in den Schenkeln 18 und 19 verschoben, wobei dies jeweils von den Punkten N über die Punkte O zu den  Punkten P erfolgt (Fig. 7 und 8). Zum Zeitpunkt P wird jetzt die Leiterspannung UST nicht abgeschaltet, sondern die beiden Stellglieder 10 und 11   (Fig. 1) bleiben leitend. Ein Phasenanschnitt ist ab dem Zeitpunkt P bezüglich der Leiterspannung UST nicht mehr vorhanden. Die Leiterspannung UST treibt somit weiter einen Strom durch die Wicklung 5, der einen magnetischen Fluss  PHI 20 im Schenkel 20 erzeugt. Durch diesen magnetischen Fluss wandert die Magnetisierungslage im Schenkel 20 von dem Punkt O zum Zeitpunkt O (Fig. 3) über den Punkt P zum positiven Umkehrpunkt S der Hysteresekurve gemäss Fig. 9.

   Bei der nächsten negativen Voll-Halbwelle der Leiterspannung UST durchläuft die Magnetisierung den oberen Ast der in Fig. 9 gezeigten Hysteresekurve wieder bis zum negativen Umkehrpunkt, der jetzt entsprechend dem Zeitpunkt V in Fig. 3 auch in Fig. 9 mit V gekennzeichnet ist und mit dem Punkt O zusammenfällt. Der Weg zwischen den Umkehrpunkten in der Hysteresekurve wird immer zwischen zwei Spannungsnulldurchgängen zurückgelegt, vom negativen zum positiven Umkehrpunkt während der positiven Spannungshalbwelle und vom positiven zum negativen Umkehrpunkt während der negativen Spannungshalbwelle. Die Magnetisierung des Schenkels läuft somit von Beginn des Volleinschaltens (Zeitpunkt O) auf der Hysteresekurve für den stationären Betrieb um. 



  Zum Zeitpunkt P wird auch das Stellglied 9 angesteuert und leitend gemacht, so dass dann ab diesem Zeitpunkt nicht nur die Leiterspannung UST, sondern auch die beiden anderen Leiterspannungen URS und UTR angeschlossen sind. 



  Bei der Leiterströmen findet ein Phasensprung statt, sobald alle drei Leiterspannungen am Transformator anliegen, weil die Leiterströme nicht mehr den Strangströmen entsprechen, sondern den Leiterströmen, die jeweils die Summe aus zwei Strangströmen sind. 



  Durch die zugeschaltete Leiterspannung UTR zum Zeitpunkt P 3 wird die Magnetisierung in dem Schenkel 18 von dem Punkt P  (Fig. 7) in den negativen Umkehrpunkt R der Hysteresekurve verschoben. R entspricht dem Zeitpunkt R und ist der Nulldurchgang von der neagtiven zur positiven Spannungshalbwelle der Leiterspannung UTR. Somit fällt auch für den Schenkel 18 die Magnetisierungslage mit dem Spannungsverlauf der Leiterspannung UTR so zusammen, dass jeweils zwischen den Nulldurchgängen dieser Leiterspannung einmal die Hysteresekurve in einer Richtung durchlaufen wird. 

 

  Zum Zeitpunkt P befindet sich die Magentisierungslage des Schenkels 19 in dem stationären Punkt P (Fig. 8). Der positive Spannungsabschnitt der Leiterspannung URS zwischen den Zeitpunkten P und Q (Fig. 3) bewirkt eine Änderung der Magnetisierungslage vom Punkt P zum Punkt Q, dem positiven Umkehrpunkt der Hysteresekurve gemäss Fig. 8. Die maximale Magnetisierungslage Q in dem mittleren Schenkel 19 fällt mit dem Nulldurchgang der Leiterspannung URS von der positiven zur negativen Halbwelle zusammen. Damit kann für die nächsten Halbwellen die Magnetisierung praktisch "synchron" mit dem Spannungsverlauf mitlaufen. Für alle drei Leiterspannungen ist somit ein Synchronismus in Bezug auf die Magnetisierungslage in den jeweils zugeordneten Schenkeln des Drehstromtransformators vorhanden, so dass keine Blindstromspitzen auftreten können. 



  Wie anhand der Fig. 3 Zeile 5 und 6 erkennbar, treten zu Beginn der Vormagnetisierungsphase kleine Blindstromspitzen auf. Um diese zu vermeiden, können die unipolaren Spannungsabschnitte von zunächst sehr kleinen Spannungs-Zeitflächen allmählich bis zu einer vorgegebenen Spannungshalbwellen-Abschnittbreite erhöht werden. Dies ist in dem Diagramm gemäss Fig. 10 dargestellt. Deutlich ist hierbei erkennbar, dass während der Vormagnetisierungsphase keine Blindstromspitzen mehr auftreten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beginnen die Spannungsabschnitte etwa bei Phasenanschnittwinkeln von  135 DEG  und werden dann allmählich bis auf 90 DEG  erhöht. Ab dem Zeitpunkt A ergeben sich dann etwa gleiche Spannungsverläufe, wie in dem Diagramm gemäss Fig. 3. 



  Fig. 11 zeigt einen primärseitig im Stern geschalteten Drehstromtransformator 2 a, der mit seinen Phasenleitern 6, 7, 8 über Stellglieder 9, 10, 11 an die Netzphasen R, S und T angeschlossen ist. 



  Auch dieser Drehstromtransformator 2a wird prinzipiell in einer Vormagnetisierungsphase mit unipolaren, angeschnittenen Spannungshalbwellen beaufschlagt. Dies erfolgt in etwa vergleichbar wie bei dem anhand der Fig. 1 bis 9 beschriebenen Einschaltverfahren, jedoch werden hier in zwei Schenkeln gleichzeitig magnetische Flüsse erzeugt, da beim Vormagnetisieren jeweils zwei Wicklungen in Reihe an eine Leiterspannung geschaltet sind. 



  Eine Besonderheit hierbei ist, dass sich bei primärseitig im Stern geschalteten Wicklungen in den zugehörigen Schenkeln des Kernes nach einiger Zeit in allen drei Schenkeln im Mittelpunkt bzw. Nullpunkt der jeweiligen Hysteresekurve liegende Magnetisierungen einstellen. Es finden dazu im Eisenkern Symmetrierungsvorgänge über die magnetischen Widerstände der einzelnen Kernschenkel statt. Wird nämlich das Eisen eines Schenkels etwas in die Sättigung getrieben, so vergrössert sich sein magnetischer Widerstand erheblich, weil die Permeabilität in diesem Schenkel stark abnimmt, so dass dann auch ein magnetischer Teilfluss der in den beiden Schenkeln erzeugten Flüsse durch diesen Schenkel fliesst, dessen Wicklung nicht bestromt wird. 



  In Fig. 12 ist der Zeitpunkt des Netzeinschaltens mit X gekennzeichnet. Ab dem Zeitpunkt A min  können dann die vorerwähnten Symmetrierungsvorgänge ablaufen. In der Regel sind diese etwa nach der Zeitdauer einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Phasenspannung abgeschlossen. Eine weitere Beaufschlagung der Wicklungen mit unipolaren, angeschnittenen  Spannungshalbwellen verändert jetzt aber nur noch periodisch die Magnetisierungszustände in den Schenkeln. 



  Zum Zeitpunkt A (Fig. 12) befinden sich alle drei Schenkel des Kernes im Nullpunkt der jeweiligen Hysteresekurve (Fig. 13-15). Der in Fig. 12 mit A gekennzeichnete Zeitpunkt ist entsprechend in den Hysteresekurven ebenfalls mit A gekennzeichnet. Zum Zeitpunkt A werden die Stellglieder 10 und 11 leitend und am Transformator liegt dann die Leiterspannung UST an. Diese Leiterspannung treibt einen Strom durch die Wicklungen 4 und 5, sodass in den Schenkeln 19 und 20 (Fig. 2) entgegengesetzt gerichtete magnetische Flüsse erzeugt werden. Wie vorbeschrieben, wird in dem dritten Schenkel 3 kein magnetischer Fluss erzeugt, so dass sich die Magnetisierungslage zwischen dem Zeitpunkt A und C nicht ändert. 



  Der magnetische Fluss in dem mittleren Schenkel 19 verschiebt die Magnetisierung vom Punkt A über den Punkt B zur positiven Ruheremanenz C   (Fig. 14). Der Punkt C liegt etwas unterhalb der maximal möglichen, positiven Remanenzlage, weil die Spannung an der Wicklung 4 im Scheitel kleiner ist als im späteren stationären Betrieb, weil sich die Leiterspannung zu gleichen Teilen zwischen der Wicklung 4 und 5, die für die Leiterspannung UST in Reihe geschaltet sind, aufteilt. 



  Der magnetische Fluss im Schenkel 20 verschiebt die Magnetisierung vom Ausgangspunkt A über den Punkt B in den Punkt C (Fig. 15). 



  Nach dem Zeitpunkt B sperren die Stellglieder 10 und 11 und zum Zeitpunkt C (Fig. 12) werden die Stellglieder 9 und 11 leitend. Es liegt dann die Leiterspannung UTR an dem Transformator an. In den Schenkeln 18 und 20 werden dadurch entgegengesetzt gerichtete magnetische Flüsse erzeugt. In dem Schenkel 18 wird dabei die Magnetisierung vom Nullpunkt der Hysteresekurve - Punkt A, der die gleiche Lage hat, wie der Punkt C - über den Punkt D in den Punkt E verschoben (Fig. 13). Der magnetische Fluss in dem Schenkel 20 verschiebt die Magnetisie rung vom Punkt C über den Punkt D in den Nullpunkt E, der damit auch der Magnetisierung zum Zeitpunkt A entspricht. Zum Zeitpunkt E (Fig. 12) werden die Stellglieder 9 und 10 angesteuert und leitend und am Transformator 2a liegt dann die Leiterspannung URS an.

   Der durch die Wicklungen 3 und 4 fliessende Strom erzeugt in den beiden zugehörigen Schenkeln 18 und 19 unterschiedliche magnetische Flüsse. In dem Schenkel 18 wird die Magnetisierung vom Punkt E     (Fig. 13) über den Punkt F in den Punkt G verschoben, der damit wiederum dem Ausgangspunkt A bzw. dem Nullpunkt der Hysteresekurve entspricht. In dem Schenkel 19 wird die Magnetisierung von dem Punkt C (Fig. 14), der auch den Magnetisierungspunkten D und E entspricht, über den Magnetisierungspunkt F ebenfalls zurück in den Nullpunkt der Hysteresekurve verschoben. Dieser Punkt G ist somit der gleiche Magnetisierungszustand wie zum Zeitpunkt A. 



  Aus dem Vorbeschriebenen ist erkennbar, dass die Ummagnetisierungen in den einzelnen Schenkeln 18, 19, 20 (Fig. 2) jeweils zyklisch nach einer Periodenlänge an den jeweiligen Ausgangspunkt der Magnetisierung zurückkehren. Zu den Zeitpunkten A und G befinden sich somit im betrachteten Vormagnetisierungszeitraum die Magnetisierungen der einzelnen Schenkel jeweils in den Nullpunkten der Hysteresekurve, so dass hiermit eine definierte Ausgangssituation zum vollen Einschalten des Transformators ans Netz vorhanden ist. 



  Da sich diese definierten Magnetisierungszustände ab dem Einschaltzeitpunkt X (Fig. 12) vor dem genauer betrachteten Zeitraum, beginnend bei A schon mehrfach wiederholt haben, könnte auch einer der von dem Zeitpunkt A liegenden, entsprechenden Zeitpunkte zum Umschalten auf volle Netzspannung bzw. einen vorgebbaren Wert gewählt werden. 



  Die Diagrammzeilen gemäss Fig. 12 sind zwischen den Zeitpunkten A min  und A unterbrochen dargestellt, um zu verdeutlichen,  dass dazwischen ein praktisch beliebiger Zeitraum liegen könnte. 



  Ab dem Zeitpunkt G (Fig. 12), wo sich die Magnetisierungen der einzelnen Schenkel jeweils im Nullpunkt der Hysteresekurven befinden, werden die Stellglieder 10 und 11 leitend und somit die Leiterspannung UST an die Wicklungen 4 und 5 gelegt. In dem Schenkel 19 wird die Magnetisierung von dem Punkt G über den Punkt H in den Punkt I geschoben. In dem Schenkel 20 wird entsprechend die Magnetisierung vom Mittelpunkt der Hysteresekurve (Fig. 15) entsprechend dem Zeitpunkt G über die Magnetisierung H in den Punkt I verschoben. 



  Zum Zeitpunkt H bleiben die Stellglieder 10 und 11 leitend und somit die Leiterspannung UST angelegt. Zum Zeitpunkt I wird auch noch das Stellglied 9 leitend, so dass am Transformator alle drei Leiterspannungen anliegen. 



  Bei den Spannungen an den Wicklungen 3, 4, 5 findet dann ein Phasensprung statt. 



  Wird zum Zeitpunkt I das Stellglied 9 leitend, befindet sich die Magnetisierung im Schenkel 20 im Punkt I (Fig. 15). Der Punkt I liegt etwas positiver als die maximale mögliche negative, remanente Magnetisierung des Schenkels 20, die beim Umlauf auf der Hysteresekurve erreicht wird, wenn die Strangspannung an der Wicklung 5 anliegt. Da der Strom IT der Strangspannung UT proportional ist, kann aus seiner Phasenlage nach dem Phasensprung geschlossen werden, dass die Remanenzlage im Schenkel 20 und die Phasenlage der Strangspannung UT nicht ganz exakt zusammenpassen.

   Dadurch wird zwar der Eisenschenkel 20 zum Zeitpunkt K (Fig. 15) etwas in die positive Sättigung getrieben, die dabei auftretende, kleine Blindstromspitze hat aber keine Bedeutung, da sie bei leerlaufendem Transformator nicht die Grösse des Nennlaststromes erreicht und bei angeschlossener Last praktisch hinter dem Wirkstrom verschwindet. Nach dem Zeitpunkt K und der entsprechenden Magnetisierungs lage K, läuft die Magnetisierung synchron zwischen den beiden Umkehrpunkten der Hysteresekurve hin und her. Ähnlich verhält es sich bei dem Schenkel 19, wo sich zum Zeitpunkt I entsprechend die Magnetisierung auch im Punkt I befindet und durch die Strangspannung US etwas in die negative Sättigung getrieben wird.

   Im Schenkel 18 wird die Magnetisierung vom Nullpunkt der Hysteresekurve bzw. dem Punkt I über den Punkt J in den leicht in der Sättigung liegenden Magnetisierungspunkt M verschoben. Ab diesem Zeitpunkt M bzw. Magnetisierungspunkt M läuft auch hier die Magnetisierung zwischen den jeweiligen Umkehrpunkten der Hysteresekurve hin und her. Zum Zeitpunkt M ist somit der Übergang von der Vormagnetisierungsphase zum vollen Einschalten des Transformators abgeschlossen. 



  Versuche haben gezeigt, dass die vorerwähnten, kleinen Blindstromspitzen noch vermieden werden könnten, indem der Phasenanschnittwinkel der Leiterspannung UTR separat eingestellt wird. Da diese Blindstromspitzen aber auch unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen nicht störend in Erscheinung treten, sind entsprechende Massnahmen nicht erforderlich. 



  In den Fig. 16 bis 20 ist noch ein weiter vereinfachtes Einschaltverfahren in Verbindung mit einem primärseitig im Dreieck geschalteten Drehstromtransformator 2 gezeigt. Bei diesem vereinfachten Einschaltverfahren kommt man mit nur zwei Stellgliedern 9 und 10, die hier in die Phasen R und S geschaltet sind, aus. Die Phase T ist direkt an den Transformator angeschlossen. Im vorliegenden Fall werden während der Vormagnetisierungsphase (Zeitpunkte A bis N in Fig. 17) nur die beiden Leiterspannungen UST und UTR mit unipolaren und etwa bei 90 DEG  angeschnittenen Halbwellen auf den Transformator geschaltet. 



  Zunächst wird das Stellglied 10 zum Zeitpunkt A leitend. Der durch die Wicklung 5 fliessende Strom bewirkt einen magneti schen Fluss in dem Schenkel 20, so dass die Magnetisierung vom Punkt A über den Punkt B in den Punkt C verlagert wird. Die Magnetisierungspunkte innerhalb der Hysteresekurven entsprechen jeweils den Zeitpunkten mit gleicher Benennung in dem Diagramm gemäss Fig. 17. Die Hysteresekurven gemäss Fig. 18, 19 und 20 sind den Schenkel 18, 19 und 20 (Fig. 2) zugeordnet. 



  In den beiden anderen Schenkeln 18 und 19 findet ebenfalls eine Ummagnetisierung von den Punkten A zu den Punkten C jeweils über die Punkte B statt. Dies wird durch magnetische Teilflüsse in diesen Schenkeln erzeugt, die aus dem magnetischen Fluss in dem Schenkel 20 herrühren. Die jeweiligen magnetischen Flüsse, die durch die in Reihe geschalteten Wicklungen 3 und 4 herrühren, heben sich gegenseitig auf. 



  Nachdem das Stellglied 10 nach dem Zeitpunkt B sperrt, wird das Stellglied 9 zum Zeitpunkt C leitend, so dass dann die Leiterspannung UTR am Transformator anliegt. Der durch die Wicklung 3 fliessende Strom bewirkt in dem Schenkel 18 des Transformators einen magnetischen Fluss und dadurch eine Ummagnetisierung in den Punkt D und zum Zeitpunkt E eine remanente Magnetisierung in dem Punkt E (Fig. 18). Die resultierenden magnetischen Teilflüsse bewirken in den Schenkeln 19 und 20 eine Veränderung der Magnetisierung vom Punkt C über den Punkt D zum Punkt E (vgl.    Fig. 19 und 20). 



  Zum Zeitpunkt E (Fig. 17) wird das Stellglied 10 wieder leitend, so dass jetzt wieder die Leiterspannung UST anliegt. Der durch die Wicklung 5 fliessende Strom bewirkt in dem Schenkel 20 einen magnetischen Fluss und damit eine Verschiebung der Magnetisierung von dem Punkt E über den Punkt G in den Punkt H. In Fig. 20 ist zu erkennen, dass der Punkt G im Sättigungsbereich liegt, so dass zum Zeitpunkt G eine Blindstromspitze auftritt (vgl. Fig. 17, 5. und 6. Diagrammzeile). 



  Der magnetische Fluss im Schenkel 20 teilt sich in diesem Falle nicht symmetrisch auf die beiden Schenkel 18 und 19 auf, weil  die Magnetisierung in dem mittleren Schenkel 19 in die Sättigung gelangt (vgl. Punkt F in Fig. 19) und damit der magnetische Widerstand grösser wird. Ein grösserer Anteil des aufgeteilten magnetischen Flusses aus dem Schenkel fliesst deshalb durch den Schenkel 18. Bis zum Zeitpunkt H hat sich die Magnetisierung in dem Schenkel 18 über den Punkt G zu dem Punkt H verlagert. Zum Zeitpunkt H befindet sich die Magnetisierung in dem mittleren Schenkel 19 entsprechend auch im Punkt H. 



  Zum Zeitpunkt H wird das Stellglied 9 wieder leitend und der erzeugte magnetische Fluss in dem Schenkel 18 verlagert die Magnetisierung über den negativen Wendepunkt der Hystersekurve J zum Punkt K, der wieder der Remanenzlage des Schenkels 18 zum Zeitpunkt E entspricht. 



  Da im Schenkel 19 ein höherer magnetischer Widerstand durch die hohe Remanenzlage gegeben ist, teilt sich der im Schenkel 18 fliessende magnetische Fluss so auf, dass durch den Schenkel 19 nur ein so grosser Teilfluss fliesst, dass der hohe magnetische Widerstand erhalten bleibt, wobei die Remanenz den maximalen, positiven Wert in Punkt K zum Zeitpunkt K annimmt (Fig. 19). Der andere magentische Teilfluss setzt im Schenkel 20 die Magnetisierung von dem Punkt H über den Punkt J auf den Punkt K (Nullpunkt der Hysteresekurve gemäss Fig. 20). 



  Zum Zeitpunkt K befinden sich somit die Magnetisierungszustände in den einzelnen Schenkeln 18, 19, 20 in definierten Ausgangslagen, nämlich im Schenkel 18 im negativen, maximalen Remanenzpunkt, im Schenkel 19 im positiven, maximalen Remanenzpunkt und im Schenkel 20 im Nullpunkt der Hysteresekurve. Ausgehend von dieser Magentisierungslage kann dann, wie nachfolgend beschrieben, die volle Netzspannung aller drei Phasen an den Drehstromtransformator geschaltet werden. 



  Ab dem Zeitpunkt K wird durch wechselweises Einschalten der Stellglieder 10 oder 9 jeweils ebenfalls wechselweise die Remanenzlage in den beiden äusseren Schenkeln 18 und 20 zwischen  der maximalen negativen Remanenz und dem Nullpunkt der Hysteresekurve hin- und hergeschoben. In dem mittleren Schenkel 19 bleibt die maximale positive Remanenz dabei erhalten. 



  Zum Zeitpunkt N wird das Stellglied 10 leitend, so dass die Magnetisierung in dem Schenkel 20 vom Hysteresenullpunkt bis zum Zeitpunkt P in den negativen Umkehrpunkt P der Hysteresekurve   (Fig. 20) wandert und von dort in den Punkt Q. Im mittleren Schenkel 19 wird die Magnetisierung vom maximal positiven Remanenzpunkt etwas in die Eisensättigung Punkt O getrieben und von dort wieder zum Ausgangspunkt bei der maximalen positiven Remanenz zurück. Im Schenkel 18 wird die magnetische Remanenzlage vom maximalen negativen Remanenzpunkt in den Nullpunkt der Hysteresekurve verschoben. 



  Nach dem Zeitpunkt P (Fig. 17) bleibt das Stellglied 10 leitend, so dass die Magnetisierung über den Punkt Q zum positiven Umkehrpunkt T gelangt. Die weiteren Spannungshalbwellen bewirken dann, dass die Magnetisierung jeweils zwischen den Umkehrpunkten der Hysteresekurve hin- und herläuft. 



  Zum Zeitpunkt Q wird auch das Stellglied 9 leitend, so dass ab diesem Zeitpunkt alle drei Leiterspannungen an dem Transformator 2 anliegen. Der magnetische Fluss in dem Schenkel 18 bewirkt eine Verschiebung der Magnetisierung in den negativen Umkehrpunkt S der Hysteresekurve. Der Magnetisierungspunkt entspricht dem Zeitpunkt S in Fig. 17 und dabei dem Nulldurchgang der Leiterspannung UTR. Die Magnetisierung im Schenkel 18 wandert dann durch die nächste positive Halbwelle in den positiven Umkehrpunkt V und mit dem nachfolgenden Halbwellen dann jeweils zwischen den Umkehrpunkten der Hysteresekurve hin und her. 



  Zum Zeitpunkt Q befindet sich die Magnetisierung in dem mittleren Schenkel 19 in maximaler, positiver Remanenzlage. Der positive Spannungsabschnitt der Leiterspannung URS bewirkt eine Verschiebung der Magnetisierung vom Punkt Q in den Punkt  R (Fig. 19). Die Ummagnetisierung des mittleren Schenkels 19 läuft dann synchron mit den weiteren Spannungshalbwellen zwischen den Umkehrpunkten R und U hin und her. 



  Die Verschiebung in den Stromverläufen der Leiterströme IR, IS und IT zum Zeitpunkt R kommt daher, dass die Ströme IR, IS, IT nicht mehr den Strangströmen durch die Wicklungen entsprechen, wie während der Vormangnetisierungsphase, sondern zu Leiterströmen werden, die sich aus der Summe von jeweils zwei Strangströmen bilden. 



  Auch bei diesem Einschaltverfahren könnten die hier negativen Spannungshalbwellen vom Einschaltzeitpunkt X an in ihrer Spannungszeitfläche allmählich ansteigend bis beispielsweise zu einem Anschnittwinkel von 90 DEG  vorgesehen sein, um die sonst auftretenden Blindstromspitzen (vgl. Zeitpunkt G in Fig. 17) zu vermeiden. 



  Das vorbeschriebene Einschaltverfahren kann sowohl bei Drehstromtransformatoren mit sekundärseit angeschlossener Last oder auch für sekundärseitig im Leerlauf befindliche Transformatoren verwendet werden. 

Claims (12)

1. Verfahren zur Reduzierung des Einschaltstromstosses beim Betreiben einer induktivitätsbehafteten und mit einem magnetisierbaren Kern versehenen Drehstromlast mit drei wahlweise in unterschiedlichen Schaltgruppen angeordneten Wicklungen, an einem Drehstrom-Wechselstromnetz, wobei zumindest zeitweise ein Phasenanschnitt der Leiterspannungen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die einer Wicklung zugeordneten Kernbereiche jeweils auf vorgebbare Magnetisierungen gebracht werden, dass dazu wenigstens zwei der drei Leiterspannungen mit unipolaren und in ihrer Spannungs-Zeit-Fläche mindestens auf etwa die Hälfte reduzierten Spannungshalbwellen nacheinander entsprechend der vorhandenen Phasenverschiebung der Leiterspannungen an die Drehstromlast geschaltet werden und dass nach wenigstens der Zeitdauer von einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung,

eine der drei Spannungen mit bis zu einem Sollwert oder bis zum Nennwert der Netzspannung vergrösserten Effektivwert eingeschaltet bleibt und dann die anderen beiden Phasen ebenfalls mit vergrössertem Effektivwert in Folge zugeschaltet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unipolaren, in ihrer Spannungs-Zeit-Fläche reduzierten Spannungshalbwellen in einem Bereich entsprechend einem Phasenanschnittwinkel von 135 DEG bis 90 DEG bei etwa sinusförmiger Netzspannung reduziert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung der drei Kernbereiche mit einem zumindest in zwei Kernbereichen gleichsinnigen, beziehungsweise gleichgerichteten Magnetfluss vorgenommen wird.

4.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei nebeneinander auf einem EI-Kern angeordneten, im Dreieck geschalteten Wicklungen nacheinander in Folge zuerst die auf den äusseren Schenkeln angeordneten Wicklungen und dann die auf dem mittleren Schenkel angeordnete Wicklung bestromt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Vormagnetisierungsphase an die Wicklungen angelegten, effektiven Spannungen vom Einschaltzeitpunkt an bis zu einer Effektivspannung entsprechend etwa bei 90 Grad angeschnittenen, unipolaren Spannungshalbwellen vergrössert werden.

6.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei nebeneinander, insbesondere auf einem EI-Kern angeordneten und im Dreieck geschalteten Wicklungen, jeweils an die äusseren Wicklungen nacheinander die jeweils zugehörigen Leiterspannungen mit gleichpoligen, unipolaren und in ihrer Spannungs-Zeit-Fläche wenigstens auf etwa die Hälfte reduzierten Spannungshalbwellen angelegt werden und dass dann nach der Zeitdauer von wenigstens einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung eine der beiden Leiterspannungen im Anschluss an eine dieser Spannungshalbwellen mit gegebenenfalls reduziertem Effektivwert beziehungsweise Stromflusswinkel eingeschaltet bleibt und die anderen beiden Leiterspannungen mit gegebenenfalls ebenfalls reduziertem Stromflusswinkel beziehungsweise Effektivwert in Folge zugeschaltet werden.

7.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei wahlweise primärseitig im Stern oder Dreieck geschalteten Wicklungen, zur Kern-Vormagnetisierung auf vorgebbare Werte, alle drei Leiterspannungen beim Netzeinschalten nacheinander entsprechend der vorhandenen Phasenverschiebung unipolar und mit reduzierten Effektivwerten an die ihnen jeweils zugeordneten Wicklungen geschaltet werden und dass dann nach der Zeitdauer von wenigstens einer Periodenlänge der zuletzt angelegten Leiterspannung eine Leiterspannung in Anschluss an eine dieser Spannungshalbwellen mit gegebenenfalls reduziertem Effektivwert beziehungsweise Stromflusswinkel eingeschaltet bleibt und die anderen beiden Leiterspannungen mit gegebenenfalls ebenfalls reduziertem Stromflusswinkel beziehungsweise Effektivwert in Folge zugeschaltet worden.

8.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei primärseitig im Stern mit Mittelpunktleiter geschalteten Wicklungen, zur Kern-Vormagnetisierung alle drei Wicklungen nacheinander an die zugehörige Strangspannung jeweils zwischen einer Phase und dem Mittelpunktleiter geschaltet werden.

9.

Vorrichtung zur Begrenzung des Einschaltstromstosses einer induktivitätsbehafteten mit einem magnetisierbaren Kern versehenen Drehstromlast, insbesondere eines Drehstromtransformators, wobei die Vorrichtung mit einer Phasenanschnittsteuerung verbundene, als Wechselstromschalter ausgebildete Stellglieder in den Phasenzweigen aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens zwei Phasenzweigen Stellglieder vorgesehen sind und dass diese Stellglieder sowie die Phasenanschnittsteuerung mit einer Ablaufsteuerung verbunden sind, zum Ein- und Ausschalten der Stellglieder während der Vormagnetisierung der Kernbereiche auf vorgebbare Werte sowie zum anschliessenden,

folgerichtigen Einschalten der Stellglieder und zum Ansteuern der Phasenanschnittsteuerung im Sinne einer Veränderung des Phasenanschnittwinkels von 135 DEG bis 90 DEG während der Vormagnetisierung zu kleineren Phasenanschnittwinkeln in der anschliessenden Betriebsphase.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufsteuerung zur Verbindung der induktivitätsbehafteten Drehstromlast mit dem Drehstrom-Wechselstromnetz ab dem Einschaltmoment mit vorzugsweise stetig ansteigendem Stromflusswinkel beziehungsweise abnehmendem Phasenanschnittwinkel bis zu einem einstellbaren Endwert von 135 DEG bis zu 90 DEG Phasenanschnittwinkel ausgebildet ist.

11.

Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist mit einer Folgesteuerung zum zeitlich versetzten Bestromen der einzelnen Phasen in Abhängigkeit der Zuordnung der Stellglieder zu den jeweiligen Wicklungen und Leiterspannungen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder mechanische Kontakte sowie von diesen überbrückbare Halbleiterschalter aufweisen.