DE1003850B

DE1003850B - Switching arrangement to reduce the shock load for windings preferably made up of disc coils for transformers, choke coils and the like. like

Info

Publication number: DE1003850B
Application number: DES33888A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Kury
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-06-16
Filing date: 1953-06-16
Publication date: 1957-03-07

Description

Schaltanordnung zur Herabsetzung der Stoßbeanspruchung für vorzugsweise aus Scheibenspulen aufgebaute Wicklungen für Transformatoren, Drosselspulen u. dgl. Hauptsächlich bei aus einzelnen Scheibenspulen aufgebauten Röhrenwicklungen für Transformatoren. Drosseln u. dgl. ist bekanntlich die Spannungsbeanspruchung am Ölkanal zwischen den Eingangsspulen beim Auftreffen von Blitzwellen beträchtlich hoch. Um hier Abhilfe zu schaffen, wurden bereits Schaltungen vorgeschlagen, mittels deren die Herabsetzung der Stoßspannungsbeanspruchung möglich wurde. Der eine Vorschlag ging dahin, die einzelnen Scheibenspulen je aus zwei ineinandergewickelten Windungsgängen herzustellen und diese miteinander und mit der benachbarten Scheibenspule so in Serie zu schalten, daß der Stromfluß in jedem Spulengang in gleicher Richtung verläuft. Nach dem anderen bekanntgewordenen Vorschlag sind die ineinandergewickelten zwei Windungsgänge einer Scheibenspule mit der benachbarten, in gleicher Weise gewickelten Scheibenspule in Doppelspulenschaltung verbunden. Diese zwei so geschalteten Scheibenspulen sind dann mit den in eben der gleichen Weise geschalteten benachbarten zwei Scheibenspulen in Drosselspulenschaltung zusammengeschaltet. Beide Schaltanordnungen ergeben im Endeffekt gleich vorteilhafte Spannungsbeanspruchungen.Switching arrangement to reduce the shock load for preferably Windings made up of disc coils for transformers, choke coils and the like. Mainly for tube windings made up of individual disc coils for Transformers. Chokes and the like are known to be the voltage stress on the Oil channel between the input coils when lightning waves strike high. To remedy this situation, circuits have already been proposed by means of whose reduction of the impulse voltage stress became possible. The one suggestion went there, the individual disc coils each made up of two winding turns and these with each other and with the adjacent disc coil so in To switch series so that the current flow runs in the same direction in each coil turn. According to the other suggestion that has come to light, the intertwined two are Turns of a disc coil with the neighboring one, wound in the same way Disc coil connected in double coil circuit. These two disc coils connected in this way are then with the two adjacent disc coils connected in the same way interconnected in a choke coil circuit. Both switching arrangements result in the Ultimately, the same advantageous stress loads.

Aufgabe der Erfindung ist es, weitere Schaltmöglichkeiten für Wicklungen anzugeben, die den vorgenannten bekannten Schaltungen hinsichtlich wirksamer Spannungsbeanspruchung längs der Wicklung gleichwertig bzw. diesen sogar überlegen sind.The object of the invention is to provide further switching options for windings indicate the aforementioned known circuits with regard to effective voltage stress along the winding are equivalent or even superior to them.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß mehrere mehrgängige `'Wicklungselemente, z. B. zwei ineinandergewickelte zweigängige Scheibenspulen, derart zu Wicklungsgruppen zusammengeschaltet sind, daß die einzelnen Wicklungselemente einer Gruppe in Einzelschaltung geschaltet sind, während die Wicklungsgruppen beliebig in Einzel-oder Doppelschaltung miteinander verbunden sind, oder daß umgekehrt die einzelnen Wicklungselemente in Doppelschaltung und die Zusammenschaltung der Wicklungsgruppen in Einzelschaltung ausgeführt ist.According to the invention, this is achieved in that several multi-course '' Winding elements, e.g. B. two intertwined double-turn disc bobbins, are interconnected to form winding groups that the individual winding elements a group are connected individually, while the winding groups are arbitrary are connected to one another in a single or double circuit, or vice versa individual winding elements in double connection and the interconnection of the winding groups is carried out in single circuit.

Da bekanntlich die zwischen zwei an einem Ölkanal benachbarten Leitern beim Auftreffen einer Stoßwelle auftretende Beanspruchung von der Höhe des Spannungsgradienten längs der Wicklung und von der zwischen diesen Leitern liegenden Windungszahl abhängt, ist bei der erfinidungsgemäßen Einzel-/ Einzelschaltung, d. h. also bei der Einzelschaltung der Wicklungselemente und Zusammenschaltung der Wicklungsgruppen in Einzelschaltung, sowie `bei der Doppel-/Einzelschaltung, also einer Schaltung der Wicklungselemente in Doppelschaltung und Zusammenschaltung der Wicklungsgruppen in Einzelschaltung, die Spannungsbeanspruchung an den zwischen den Wicklungsgruppen liegenden Ölkanälen gleich groß, nämlich entsprechend fünf Winidungsgängen (Halbspulen). Demgegenüber ist bei der Einzel-/Doppelschaltung, also der Einzelschaltung der Wicklungselemente und der Zusammenschaltung der Wicklungsgruppen in Doppelschaltung, die Spannungsbeanspruchung an diesen Kanälen entsprechend sechs Windungsgängen (Halbspulen). Daraus folgt, daß die Einzel-/Einzelschaltung und die Doppel /Einzelschaltung den bisher bekanntgewordenen Schaltanordnungen hinsichtlich der Spannungsbeanspruchung überlegen sind, weil bei diesen an den gleichen Kanälen die Spannungsbeanspruchung mindestens entsprechend sechs Windungsgängen (Halbspulen) ist. Wenn auch bei der Einzel-/Doppelschaltung nach der Erfindung die Spannungsbeanspruchung im gleichen Ölkanal zwischen den Wicklungsgruppen zwar gleich ist der bei ,der bekannten Wicklungsanordnung, nämlich entsprechend sechs Halbspulen, so ist diese Anordnung dem Bekannten gegenüber doch überlegen, und zwar infolge ihrer geringeren Spannungsbeanspruchung in dem innerhalb einer Spurengruppe befindlichen Ölkanal. Während nämlich bei der bekannten Ausführung an dieser Stelle eine Spannungsbeanspruchung entsprechend vier Halbspulen auftritt, ergibt sich bei der genannten erfindungsgemäßen Ausführung nur eine drei Halbspulen entsprechende Spannungsbeanspruchung. Hinsichtlich der Spannungsbeanspruchung in dem innerhalb jeder Spurengruppe befindlichen Ölkanal ist auch die erfindungsgemäße Einzel-/Einzelschaltung mit einer Beanspruchung entsprechend, drei Halbspulen überlegen, während die erfindungsgemäße Doppel-/Einzelschaltung wieder dem Bekannten gleichwertig ist. Mit der erfindungsgemäßen Wicklungsausführung wird somit der Transformatorbauer in die Lage versetzt, entweder die Ölkanäle innerhalb der Wicklung selbst zu verkleinern und dadurch den gesamten Transformator kleiner zu bauen oder statt dessen die Isolation der in diesen Ölkanälen verlegten Schaltleiter stärker und damit sicherer als bisher auszuführen. Eine Raumersparnis ist insbesondere für Großtransformatoren, die bei ihrer Konstruktion an des Bahnprofil gebunden sind, stets von großer Bedeutung. Bei der erfindungsgemäßen Wicklungsausführung ergeben sich durch Verkleinerung der Ölkanäle nicht nur kleinere Wicklungsdurchmesser, sondern auch kleinere Wicklungshöhe und demzufolge auch eine Verringerung der Kernhöhe mit einer hierdurch wiederum bedingten Verkleinerung der Kesselabmaße und deren Isolierölfüllung.As is well known, the one between two conductors adjacent to an oil channel when a shock wave hits, the stress that occurs at the level of the stress gradient along the winding and on the number of turns between these conductors, is in the inventive single / single circuit, d. H. so with the individual connection the winding elements and interconnection of the winding groups in individual connection, as well as `with the double / single circuit, i.e. a circuit of the winding elements in double connection and interconnection of the winding groups in individual connection, the stress on the oil ducts between the winding groups the same size, namely corresponding to five winching gears (half-coils). In contrast is with the single / double connection, i.e. the single connection of the winding elements and the interconnection of the winding groups in double connection, the voltage stress there are six turns (half-coils) on these channels. It follows, that the single / single switching and the double / single switching the previously known Switching arrangements are superior in terms of voltage stress because at the voltage stress at least corresponding to these on the same channels six turns (half-coils). Even if with the single / double switching according to the invention, the stress in the same oil channel between the winding groups although the same is the case with the known winding arrangement, namely correspondingly six half-coils, this arrangement is superior to the familiar, and because of their lower stress in the one within Trace group located oil channel. While namely in the known version at this point there is a voltage stress corresponding to four half-coils, In the case of the embodiment according to the invention mentioned, only three half-coils are obtained corresponding voltage stress. With regard to the stress in the oil channel located within each trace group is also the one according to the invention Individual / individual switching with a corresponding load, three Half-coils superior, while the double / single circuit according to the invention again is equivalent to the known. With the winding design according to the invention thus the transformer builder is able to either use the oil ducts within to reduce the size of the winding itself and thereby make the entire transformer smaller to build or instead the insulation of the switching conductors laid in these oil ducts stronger and therefore safer than before. A space saving is in particular for large transformers that are tied to the rail profile during their construction, always of great importance. In the case of the winding design according to the invention By reducing the size of the oil ducts, not only smaller winding diameters, but also smaller winding height and consequently also a reduction in the core height a resulting reduction in boiler dimensions and their insulating oil filling.

In Fig.1 sind mit 1, 2, 3, 4 die einzelnen Wicklungselemente (Scheibenspulen) bezeichnet. Jedes dieser Elemente besteht im Ausführungsbeispiel aus zwei Gängen 1', 1" bzw. 2', 2", 3', 3" usw., wobei jeweils die beiden Gänge, wie dies schon vorgeschlagen wurde, zu einer gemeinsam ineinandergewickelten Scheibenspule gewickelt sind. Zwei solche einander benachbarte Elemente (Scheibenspulen), z. B. 1 und 2, sind je zu einer Wicklungsgruppe zusammengefaßt, indem die einzelnen Gänge der beiden Elemente in Einzelschaltung miteinander verbunden werden. Demzufolge ist der Windungsgang 1', an den der Anschlu.ßleiter 10 angeschlossen ist, mit seinem Ende über den Verbindungsleiter 11 mit dem Anfang des Windungsganges 2' verbunden. Dessen Ende ist vermittels des Verbindungsleiters 12 mit dem Anfang des Wind@ungsganges 1" verbunden. Das Ende des Windungsganges 1" ist über den Leiter 13 mit dem Anfang des Windungsganges 2" verbunden. Auf diese Weise sind die beiden Elemente 1 und 2 in Einzelschaltung zur Wicklungsgruppe I zusammengeschaltet. In der gleichen Weise sind auch die beiden ineinandergewickelten Windungsgänge 3', 3", 4', 4" der beiden Elemente 3 und 4 zu einer Gruppe 1I zusammengeschaltet. Diese beiden Wicklungsgruppen sind vermittels des Verbindungsleiters 14 in Einzelschaltung miteinander, verbunden, d. h., das Ende des Windungsganges 2" ist mit dein Anfang des Windungsganges 3' der Wicklungsgruppe II verbunden. Der Strom verläuft infolge dieser Zusammenschaltung in allen Wicklungsgruppen in gleicher Richtung.In Fig. 1, 1, 2, 3, 4 are the individual winding elements (disc coils) designated. Each of these elements consists of two courses in the exemplary embodiment 1 ', 1 "or 2', 2", 3 ', 3 "etc., with the two gears, as already mentioned has been proposed to be wound into a co-wound disc coil are. Two such adjacent elements (disc coils), e.g. B. 1 and 2, are each combined into a winding group by the individual courses of the two Elements can be connected to one another in a single circuit. Hence the winding path 1 ', to which the connecting conductor 10 is connected, with its end over the connecting conductor 11 connected to the beginning of the winding path 2 '. Its end is through the Connecting conductor 12 connected to the beginning of the winding corridor 1 ". The end of winding path 1 "is via conductor 13 with the beginning of winding path 2" tied together. In this way, the two elements 1 and 2 are used individually Winding group I interconnected. The two are in the same way winding turns 3 ', 3 ", 4', 4" of the two elements 3 and 4 into one another a group 1I interconnected. These two winding groups are mediated of the connecting conductor 14 individually connected to one another, d. h., that The end of the winding path 2 "is with the beginning of the winding path 3 'of the winding group II connected. As a result of this interconnection, the current runs in all winding groups in the same direction.

Bei der in Fig.2 dargestellten Schaltanordnung sind jeweils die beiden zu einer Gruppe zusammengefaßten Elemente (Scheibenspulen) 1 und 2 bzw. 3 und 4, wie dies bei der Fig. 1 bereits beschrieben ist, in Einzelschaltung je zu einer Gruppe I bzw. II zusammengefaßt. Die Zusammenschaltung der beiden Wicklungsgruppen I und II hingegen erfolgt in Doppelspulenschaltung, d. h., das Ende des Wind!umgsganges 2" der Gruppe I ist vermittels des Verbindungsleiters 14' mit dem Anfang des Windungsganges 3' der Gruppe II so verbunden, daß der Stromverlauf in diesem Gang und demzufolge auch in den übrigen Gängen der Gruppe II entgegengesetzt zu dem der Windungsgänge der Elemente 1 und 2 verläuft, was eine Umkehrung des Wickelsinnes bedingt.In the switching arrangement shown in FIG. 2, the two are in each case elements grouped together (disc coils) 1 and 2 or 3 and 4, as has already been described in connection with FIG. 1, in an individual circuit to one each Group I and II combined. The interconnection of the two winding groups I and II, on the other hand, take place in a double coil circuit, i.e. that is, the end of the wind! 2 "of group I is by means of the connecting conductor 14 'with the beginning of the winding path 3 'of group II so connected that the current flow in this passage and consequently also in the other passages of group II opposite to that of the winding passages of elements 1 and 2 runs, which causes a reversal of the winding direction.

Die Fig.3 zeigt gleichfalls eine aus den Wicklungsgruppen I, II usw. aufgebaute Wicklung. Die Verbindung der beiden Wicklungsgruppen I und II ist hier wieder in Einzelschaltung mit Hilfe des Leiters 140 vorgenommen, der den Windungsgang 2" des Elements (Scheibenspule) 2 mit dem Anfang des Windungsganges 3' verbindet. Die Schaltung der einzelnen Gruppen, die wieder aus zwei Elementen (Scheibenspulen) mit ineinandergewickelten Gängen bestehen mögen, ist hier in Doppelspulenschaltung durchgeführt. Hiernach ist das Ende des Wind.ungsganges 1' mit dem Anfang des Windungsganges 2' so verbunden, daß der Stromverlauf in beiden Elementen einander entgegengesetzt, in den beiden ineinandergewickelten Gängen der Elemente 1 bzw. 2 jedoch in gleicher Richturig verläuft. Mit :dem Ende des Windungsganges 2' ist also der Anfang des Windungsganges 1" verbunden und das Ende dieses Ganges mit dem Anfang des Windungsganges 2", der dann über den Leiter 140 in Einzelspulenschaltung mit dem Windungsgang 3' verbunden ist.3 also shows one of the winding groups I, II, etc. built-up winding. The connection of the two winding groups I and II is here made again in individual connection with the help of the conductor 140, the winding path 2 "of the element (disc coil) 2 connects to the beginning of the winding path 3 '. The circuit of the individual groups, which again consist of two elements (disc coils) with intertwined gears, is here in double coil circuit carried out. According to this, the end of the winding path is 1 'with the beginning of the winding path 2 'connected in such a way that the current flow in both elements is opposite to one another, in the two interwoven corridors of elements 1 and 2, however, in the same way Proceeds correctly. With: the end of the winding path 2 'is the beginning of the Connected winding corridor 1 "and the end of this corridor with the beginning of the winding corridor 2 ", which is then connected via the conductor 140 in a single coil circuit with the winding path 3 ' connected is.

Selbstverständlich brauchen die einzelnen Elemente nicht nur aus zwei ineinandergewickelten Gängen zu bestehen; es können ebensogut auch mehrere solcher Gänge vorhanden sein. Wenn die angegebene Schaltanordnung für aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklungen angegeben ist, so läßt sie sich doch auch grundsätzlich bei andersartigen Wicklungen (z. B. Lagenwicklungen u. a.) verwenden.Of course, the individual elements don't just consist of two to pass intertwined corridors; several of these can just as well be used Gears are available. If the specified circuit arrangement for off disk coils built-up tube windings is indicated, so it can also be fundamentally Use for different types of windings (e.g. layer windings, etc.).

Claims

PATENT CLAIM: Switching arrangement to reduce shock loads for windings for transformers, inductors, preferably made up of disc coils and the like., characterized in that multi-turn winding elements, e.g. B. two Two-turn disc coils wound into one another, interconnected to form winding groups are that the individual winding elements of a group are connected in a single circuit are, while the winding groups in any single or double circuit with each other are connected, or that, conversely, the individual winding elements in a double circuit and the interconnection of the winding groups are carried out individually.