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Regeltransformator mit stoßspannungsgeschützter Stufenwicklung Die
Erfindung betriefft einstellbare Leistungstransformatoren mit einer an ein Hochspannungsnetz
anschließbtlren,
aus einer Stamm- und einer Stufenwicklung bo stehenden
Zylinderwicklung und einem eine Reihenschaltung eines Ohm'schen Widerstandes und
eines Kondensatorsenthaltenden, zur Dämpfung von Wicklungsschwingungen bei Stoßspannungsbeanspruchung
dienenden und parallel zu einem Wicklungsteil geschalteten RC-Glied, bei denen die
mit einem Stufenschalter verbundene Stufenwicklung aus einer zu- und abschaltbaren
Grobstufenwicklung und einer mit Anzapfungen versehenen, zur Grobstufenwicklung
!zo axial angeordneten Feinstufenwicklung besteht.
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Es ist bekannt, daß die Anfangsspannungsverteilung entlang einer Transformatorwicklung,
die sich beim Auftreten von Überspannungen nach einen Spannungsstoß einstellt, stark
nichtlinear ist, und os daher zum Schutze der Wicklung besonderer isolationstechnischer
oder anderer Maßnahmen bedarf. So ist es z.B. zur Linearisierung der Anfangsspannungsverteilung
bekannt, die gesamte Wicklung mit Anzapfungen zu versehen und parallel zu den angezapften
Wicklungsteilon ICondonsatoren oder Ohm'sche oder auch spannungsabhängige Widerstände
zu schalten.
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Cs ist ferner bekannt, zwischen dem Lingang der Wicklung und einer
im Wicklungsinneren angeordneten Anzapfung ein RC-Glied zu schalten, das eine Dämpfung
innerer Wicklungsschwingungen nach dem Auftreten einer Stoßspannung bewirkt.
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An durch Stufenschalter einstellbaren Hochspannungstransformatoren,
deren einstellbarer Wicklungsteil aus einer Stammwicklung und einer in Reihe dazu
geschalteton Stufenwicklung aufgebaut ist, ist es bekannt, daß die mit Anzapfungen
versehene Regelwicklung durch Stoßspannungen besonders dann beansprucht wirt wenn
ein vorgesehener Stufenschalter eine innen gelegene Anzapfung der Stufenwicklung
mit dem zugehörigen Netzanschluß verbindet. In solchen Pällen ist ein Teil der Regelwicklung
nur einpolig an das zugehörige Netz angeschlossen, und in dem freiliegenden Teil
der Regelwicklung treten nach Stoßspannungsbeanspruchungen Schwingungen besonders
großer Amplitude auf.
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Zur Hinderung dieser Beanspruchungen ist es bekannt, parallel zum
offenliegenden Teil der Regelwicklung ein der Schwingungsdämpfung dienendes RC-Glied
zu schalten, dessen Ohm'scher Widerstand an den Wellenwiderstand des freiliegenden
Teils der Regelwicklung angepaßt wird und dessen Kapazität relativ klein ist.
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Diese Naßnahme führt nur in begrenztem Umfage zu dem gew+nschten Erfolg,
da der Widerstand des RC-Gliedes bei einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
am Transformator durch Wahl einer anderen Anzapfung der Regelwicklung
geändert
oder aber einem mittlerem Widerstandswert entsprechend unter Inkaufnahme einer geringeren
Dämpfung gewählt werden muß.
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An Transformatoren, deren Stufenwicklung aus einer an-und abschaltbaren
Grobstufenwicklung und einer mit Anzapfungen versehenen Feinstufenwicklung besteht,
zeigt sich überdies, daß mit den bekannten Maßnahmen wegen der starken magnetischen
Kopplung der Grobstufen- und der Feinstufenwicklung sowie wegen ihrer unterschiedlichen
Eingenschwingungen nur eine ungenügende Dämpfung der gesamten inneren Schwingungen
über den Regelbereich der Transformatorwicklung erzielbar ist.
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Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieser Verilultniere durch
Dlimpfung der elektrischen Schwingungen sowohl in dein der Grobstufenwicklung entsprechenden
als auch in dem der Feinstufenwicklung entsprechenden Teil der Regelwicklung von
Transformatoren der eingangs näher bezeichneten Art.
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Diese Aufgabe wird an solchen Transforaatoren, bei denen die mit ein«
Stufenschalter verbundene Stufenwicklung aus einer zu- und abschaltbaren Grobstufen-
und einer mit Anzapfungen versehenen, dazu koaxial angeordneten Feinstufenwicklung
besteht, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grobstufenwicklung in bekannter
Weise
zwischen der radial außenliegenden Feinstufenwicklung und
der radial innenlierganden Stammwicklung angeordnet und das RC-Glied parallel zur
Grobstufenwicklung geschaltet sind und daß der Wirkwiderstand des RC-Gliedes für
eine einer Bigenschwingung der Grobstufenwicklung entsprechende Kreisfrequenz annähernd
gleich seinem Blindwiderstand gewählt ist.
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An der Erfindung entsprechenden Transformatoren werden die inneren
Schwingungen im Bereich der Grobstufenwicklung unabhängig davon, ob dieser Teil
der Transformatorwicklung belastet oder nicht belastet nach dem Auftreten von Stoßspannungen
stark gedämpft. Infolge dieser Dämpfung wird aucll die magnetische Kopplung zwischen
der Stammwicklung und der zugehörigen Feinstufenwicklung entsprechend gemindert
und als Folge dieser Minderung die Deanspruchung des freien Endes der Feinstufenwicklung
ihrerseits reduziert.
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Im Canzon ergibt sich eine starke Linearisierung der Anfangsspannungsverteilung,
sodaß auch die Isolation des nachgeschalteten Stufenschalters in entsprechendein
Umfang reduziert werden kam. Der Abstand zwischen der Grobstufenwicklung und der
radial darübergelegenen Feinstufenwicklung kann wegen der redusierten Spannungsbeanspruchung
gemindert und damit eine entsprechende Menge Eisen durch Reduktion der Kernabmessungen
des Transformators eingespart werden.
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Die anliegende Zeichnung dient zur Erläuterung eines Ausführungsbeospiels
der Erfindung.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein Schenkel eines Drehstromöltransformators
angedeutet. Dieser Schenkel wird von einer z.B. als Lagenwicklung ausgebildeten
Unterspannungswicklung 2 umfaßt, die an ein 21 kV-Netz anschließbar ist.
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Die aus Scheibenspulen aufgebaute Oberspannungswicklung des Transformators
besteht aus einer St"sick1ung 3, die koaxial zur Unterspannungswicklung 2 angeordnet
ist, und einer koaxial zur Stammwicklung 3 angeordneten Stufenwicklung, die ihrerseits
aus einer Grobstufenwicklung 4 und einer mit Anzapfungen versehenen Feinstufenwicklung
5 besteht.
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Di. Grobstufenwicklung 4 ist koaxial zur Feinstufenwicklung 5 zwischen
der Stammwicklung und der Feinstufenwicklung angeordnet.
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Die Stammwicklung 3 ist über eine Anschlußklemme 6 an die zugehörige
Phaseeines 110 kV-Drehstromnetzes anschließbar.
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Mit 7 ist der Vorwähler eines Stufenschalters und mit 8 der zugehörigen
Lastumschalter bezeichnet. Die den Anzapfungen 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16
der Feinstufenwicklung 5 zugeordneten Kontakte 9', 10', 11', 12', 13', 14', 15',
und
16', sind über Vorwahl-Drehkontakte 17 und 17' des Vorwählers
7 und entsprechende Zuleitungen 18 und 18' mit dem Lastumschalter 8 in üblicher
Weise verbindbar.
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Mit 19 und 20 sind Kontakte der Stufenschaltvorrichtung bezeichnet,
die über Zuleitungen 21 bzw. 22 Jeweils mit einem Anschluß der Grobstufenwicklung
4 elektrisch verbunden ist.
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Mit 23 ist ein Kontakt bezeichnet, der über eine Zuleitung 24 mit
dein einen Ende der Feinstufenwicklung 5 in Verwindung steht.
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Die Grobstufenwicklung 3 ist über Zuleitung 3A mit einem Anschluß
der Grobstufenwicklung 4 festverbunden, und es sind die Stammwicklung und die Grobstufenwicklung
Jeweile mit entgegengerichtetem Wicklungssinn gewickelt.
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Die Feinstufenwicklung 5 weist den Wicklungssinn der Stammwicklung
3 auf.
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Parallel zur gesamten Grobstufenwicklung t ist die Reihenschaltung
eines Kondernsators 26 und eines Widerstandes 27 angeordnet, wobei der Blindwiderstand
dieser RC-Kombination für eine Eigenschwingung der Grobstufenwicklung 4 gleich ihrem
Wirkwiderstand entsprechend gewählt ist. Der Wirkwiderstand wird dabei relativ niederohmig
gewählt.
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Die Anpassung des Wirk- bZw. Blindwiderstandes der RC-Kombination
erfolgt für die Kreisfrequenz einer solchen Eingenschwingung, die bei Stoßspannung.beanspruchung
mit einer maximalen oder im Vergleich zu anderen Eigenschwingungen relativ großen
Amplitude angeregt wird.
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Die Dämpfung der Eigenschwingungen der Grobstufenwicklung und der
Feinstufenwicklung bzw. des freiliegenden Endes der Feinstufenwicklung erfolgt unabhängig
davon, ob die Grobstufenwicklung 4 in Reihe zur Stammwicklung 3 und in Reihe zu
dem gewählten Teil der Feinstufenwicklung geschaltet ist oder ob der gewählte Teil
der Feinstufenwicklung 5 unter Ausschaltung der Grobstufenwicklung 4 direkt in Reihe
zur Stammwicklung 3 geschaltet ist.
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Die Erfindung ist nicht an das erläuterte Schaltungsbei spiel des
vorgesehenen Stufenschalters oder an die Verwendung eines Stufenschalters der erläuterten
Art gebunden.
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1 Zeiclmungsblatt 1 Patentanspruch