SE525698C2 - Transformator med skydd mot likströmsmagnetisering förorsakad av nollföljdsström - Google Patents

Description

25 30 35 transformatorer för att eliminera höga magnetiseringsmättnadsnivåer, vilket system kännetecknas av att det omfattar minst en kompensationslindning på transformatoms kärna för att kompensera för oönskad magnetisering, genom att tillföra en ström med motsatt riktning till magnetiseringsriktningen förorsakad av nollföljdsströmmen som bärs av växelströmmen som skall transformeras för att reducera höga magnetiseringsnivåer.

I en föredragen utföringsforrn är transformatorn vald ur gruppen av 1-fas och 3-fas transformatorer.

I en annan föredragen utföringsform är transformatorn vald ur gruppen av två-benta, tre-benta, fyr-benta och fem-benta transformatorer.

I en ytterligare föredragen utföringsform omfattar de fyra- och fem-benta transforrnatorerna minst ett magnetiskt återkopplingsben, samt tre fas ben.

I en annan föredragen utföringsform är en kompensationslindning anordnad till varje fas-ben, vilka kompensationslindningar är väsentligen identiska med hänsyn till magnetiseringsförmåga.

I en föredragen utföringsform är kompensationslindningen anordnad till någon retur ledande ben som föreligger varvid varje två sådana kompensationslindningar är väsentligen identiska med hänsyn till magnetiserlngsförmåga.

I en annan föredragen utföringsform är en motverkande ström anordnad att drivas genom kompensationslindningen (-arna).

I en ytterligare föredragen utföringsform sker styrning av den motverkande likströmmen kraftelektroniskt.

I en annan föredragen utföringsform är transformatorn försedd med en separat likströmskraftkälla, vilken driver en ström genom kompensationslindningen(-arna).

I en föredragen utföringsform är kompensationsllndningen(-arna) anslutna till den negativa polen I en styrbar DC källa. 10 15 20 25 30 35 fïfil" fö H f. J O f' t; I en annan föredragen utföringsform är den separata kraftkällan anordnad att driva en DC ström i en riktning som genererar en magnetomotorlsk kraft i motsats tili den för nollföljdsströmmen l huvudlindningen.

I en ytterligare föredragen utföringsform är kompensationslindningen(-arna) anslutna till jord.

I en annan föredragen utföringsform är kompensationslindningen(-arna) lindade i motsatt riktning till iindningen som bär den ström som skall kompenseras för.

I en föredragen utföringsform är mittpunkten på den primära iindningen ansluten till jord via den aktuella kompensationslindningen(-arna), varvid transformatorn blir självkompenserande.

I en annan föredragen utföringsform är en serieresonanslänk, vilken är ansluten till jord, anordnad parallellt med kompensationslindningen, vilken länk är avstämd för 3:e tonserie.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 är en schematisk figur av en första utföringsform av uppfinningen använd på tre enkel fas transformatorer, men användning av passiv kompensering, Fig. 2 är en schematisk figur av en andra utföringsforrn av uppfinningen använd på en trebent transformator, men användning av passiv kompensering, Fig. 3 är en schematisk figur av en tredje utföringsform av uppfinningen använd på en fyrbent transformator A) med kompensationsllndningar på varje fasben och B) med en kompensationslindning på magnetiska återgångsledaren med användning av passiv kompensering, Fig. 4 är en schematisk figur av en fjärde utföringsform av uppfinningen använd på en fembent transformator A) med kompensationslindningar på varje fasben och B) med en kompensationslindnlng på magnetiska returledaren med användning av passiv kompensering, DETAUERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN En första utföringsform av uppfinningen visar (FIG. 2) en tre-fastransformator 1 omfattande tre faslindningar 2, 3, 4 en för varje fas på vars ett ben, varvid faslindningarna är separerade i en primärllndnlng och en sekundär lindning på varje ben. Konstruktionen av primär mot sekundär lindning har ingen betydelse för föreliggande uppfinning. I ritningarna visas endast de lindningar som skall 10 15 20 25 30 35 C\ vi) C D kompenseras, vilket kan vara antingen primära eller sekundära. Tre kompenseringslindningar 5, 6, 7 anslutna l serie (en för varje fas ben) föreligger i transformatorn 1, varvid transformatorn inte har någon magnetisk returledare.

Kompensationslindningama 5, 6, 7 är samtliga, företrädesvis llndade l en riktning motsatt de för huvudfaslindnlngarna 2, 3, 4. emellertid, är riktningen för deras lindningsvarv i denna utföringsform inte kritisk på grund av styrningen av denna transformatorutföringsform. En DC ström bestämmande anordning är anordnad till ingående fasledningar. I en situation där lindningsvarvantalet i den primära lindningen är n och DC strömmen i fasledningen är I är den motelektromotoriska kraften n x I och sålunda måste denna motelektromotoriska kraft kompenseras ut. Antalet varv bör emellertid inte bli för många då detta skapar en alltför stor spänning från primärlindningen. Kompensatlonslindningarna 5, 6, 7 som liggeri serie är anslutna till jord.

FIG. 3 visar en andra utföringsform vari ett fjärde ben 9 föreligger. Denna typ av transformator är en transformator med magnetisk returledare. I denna utföringsform, är en motverkande kompensationslindning 10 anordnad runt det fjärde benet FIG. 3B.

Kompensationslindningen 10 är lindad i en riktning motsatt fasllndningarna 2, 3, 4. I beskrivningen föreligger sålunda en fråga om att transformatorbenen har olika uppgift.

Inom sammanhanget för föreliggande uppfinning är ett fasben ett ben som bär en primär och/eller sekundär faslindning, och ett returben är ett ben som fungerar som en manetisk returledare fri från varje faslindning.

FIG. 1 visar en l-fastransformator, vilken kan användas som sådan genom att dela av en inkommande fasledning, eller kan användas i serie med två identiska transformatorer vilka vardera hanterar deras inkommande faser. I i-fastransformatorn är en kompensationslindning 5 lindad runt magnetiska returiedaren, eller beroende på utformningen av transformatom, är den delad mellan de olika benen. En 1- fastransformator kan sägas vara en två-bent transformator där den primära lindningen kan föreligga runt ett ben och den sekundära lindningen runt det andra benet, eller den primära lindningen är delad i två, varvid varje del är placerad runt vars ett ben, och uppbärande de sekundära llndningarna i eller runt de primära.

FIG. 2 visar en utföringsform med tre-bent transformator 1 som har sina transformatorlindningar 2, 3, 4, vilka är försedda med en mittpunkt. Mittpunkten 22 är ansluten till jord via kompensationslindningama 5, 6, 7 applicerade på varje ben. Det kan föreligga en påverkan på impedansen på andra nollföljdsströmkomponenter, vilken impedans kan förändras vid kompensering. Detta kan problem kan väsentligen 10 15 20 25 30 elimineras eller åtminstone reduceras till en väsentlig grad genom att ha en serieresonanslänk 31 ansluten till jord parallellt med kompensationslindningarna 5, 6, 7 avstämda för 3:e ton.

FIG. 3 visar en ytterligare utföringsform som visar en fyr-bent transformator med sina lindningar 2, 3, 4 med sin mittpunkt 22, varvid en kompensationslindning 20 är anordnad till det fjärde benet 9. Mittpunkten 22 är ansluten i serie med kompensationslindningen 10 vilken i sin tur är ansluten till jord. Parallellt härmed föreligger en serieresonanslänk 31 vilken länk är avstämd i 3:e ton.

Kompensationsiindningsarrangemanget enligt FIG. 3A kan också appliceras på en 4- bent transformator enligt FIG. 4A.

En fem-bent transformator kan konstrueras för självkompensering på samma sätt som den fyr-benta, varvid kompensationslindningen 10 måste fördelas till både det fjärde och det femte benet såsom i utföringsformen enligt FIG. 4.

Om det antages att magnetiseringsströmmen endast är någon procent av märkströmmen och att resistiva förlusterna vid märkströmmen är någon procent av märkeffekten kräver en lindning av samma storlek som faslindningen en resistiv förlust i storleksordningen 10'5 till 10* gånger märkeffekten om den endast skulle bära en ström i samma storleksordning som magnetiseringsströmmen. Detta betyder att skäliga effekter är involverade även om en kompensationslindning göres väsentligen mindre än den verkliga faslindningen.

DC bestämningen kan ske på flera sätt, alla kända för fackmannen på området. En metod är att applicera en sensor runt ledningen och registrera likströmmen som flyter genom ledningen, varvid likströmmen i varje ledning måste registreras och beräknas för användning i kompensationen, eller applicering av en sensor runt samtliga tre fasledningar och registrera det samlade likströmsflödet som skall användas i kompensationsstyrningen.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 Éfâl" PATENTKRAV

1. Transformator som skyddas mot likströmsmagnetlsering inducerad av geomagnetiska fältförändringar, så kallad nollföljdsström, varvid den omfattar minst en kompensationslindning (5, 6, 7) på transformatorns kärna för att kompensera för oönskad magnetlsering, genom att tillföra en ström med motsatt riktning till magnetiserlngsriktnlngen förorsakad av nollföljdsströmmen som bärs av växelströmmen som skall transformeras för att reducera höga magnetlseringsmättnadsnivåer, kännetecknar! av, att en serieresonanslänk, vilken är ansluten till jord, är anordnad parallellt med kompensationslindningen, vilken länk är avstämd för 3:e tonserie.

2. Transformator enligt krav 1, vari transformatorn är vald ur gruppen av 1-fas och 3- fas transformatorer.

3. Transformator enligt krav 1 eller 2, varl transformatom är vald ur gruppen av två- benta, tre-benta, fyr-benta och fem-benta transformatorer.

4. Transformator enligt krav 1, vari de fyra- och fem-benta transformatorema omfattar minst ett magnetiskt återkopplingsben, samt tre fasben.

5. Transformator enligt ett eller flera av föregående krav, vari en kompensationslindning är anordnad till varje fas-ben, vilka kompensationslindningar är väsentligen identiska med hänsyn till magnetiseringsförmåga.

6. Transformator enligt ett eller flera av föregående krav 1-4, varl en kompensationslindning är anordnad till varje returledande ben som föreligger varvid varje två sådana kompensationslindningar är väsentligen identiska med hänsyn till magnetiseringsförmåga.

7. Transformator enligt krav 1, vari den separata kraftkällan är anordnad att driva en DC ström i en riktning som genererar en magnetomotorisk kraft l motsats till den för nollföljdsströmmen i huvudlindningen.

8. Transformator enligt krav 1-6, vari kompensationslindningen(-ama) är anslutna till jord.

9. Transformator enligt ett eller flera av föregående krav 1-6 óch 8, vari kompensationslindningen(-arna) är lindade l motsatt riktning till lindningen som bär den ström som skall kompenseras för.

10. Transformator enligt ett eller flera av föregående krav 1-6 och 8-9, vari mittpunkten på den primära lindnlngen är ansluten till jord via den aktuella kompensationslindningen(~arna), varvid transformatorn bllr självkompenserande.