DE2235334A1

DE2235334A1 - Umschaltbare wicklung fuer transformatoren und drosselspulen

Info

Publication number: DE2235334A1
Application number: DE19722235334
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Altmann; Klaus Seeliger
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1972-07-19
Filing date: 1972-07-19
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE2235334C2

Description

Umschaltbare Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen Die Erfindung betrifft eine umschaltbaro Wicklung für Transformatoren und Drosseispulen mit in der axialen Mitte angebrachten Schalt- und Anzapfspulon. Eine solch. umschaltbar.
Wicklung besteht aus zwei axial aneinander gereihten' Spulenteilen, die im allgemeinen gleich groß sind und bei welcher, um axiale Unsymmetrien gegenüber der zweiten koaxialen Wicklung des Transformators zu vermeiden, die Anzapfspulen zur stufenweisen Umschaltung der Spannungsbereiche in den beiden aneinanderstoßenden Rändern der Spulenteile etwa in der axialen Mitte angeordnet sind. Eine solche Ausführung ist bspw. in Küchler Transformatoren1 Springer-Verlag 1936, Seite 196, Abb. 164 a und b dargestellt.
Bei dieser Anordnung nach Fig. 1 a und b, die der Fig. 164 der zitierten Literaturstelle entspricht, treten nun Schaltzustände auf, bei welchen die axiale Mitte des Durchflutungsbelags der Wicklung aus der geometrischen Mitte verschonen ist, so daß im Kurzschlußfalle erhebliche axiale Schubkräfte zwischen den korrespondierenden Wicklungen auftreten. Die zitierte Literaturstelle schlägt nun vor, einen Doppelmittenumsteller geiiäß Abb. 164 c zur Rflduzierung der Schubkräfte einzusetzen. Bin solcher Doppelmittenumsteller besitzt die doppelte Anzahl von Kontakten, die der Abnutzung und einer nie zu vermeidenden Störanfälligkeit unterworfen sind, sowie die doppelte Mechanik zum Umschalten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die axialen Schubkräfte bei in zwei Hälften axial unterteilter Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen mit in der-Mitte angeordneten Schalt- und Anzapfspulen weitgehend zu vermindern.
In Anbetracht der immer höher werdenden Kurzschlußleistungen der Netze, die an die Betriebsmittel der Netze, darunter auch die Transformatoren und Drosselspulen, erhöhte Festigkeitsansprüche im Kurzschlußfalle stellen, wird durch die erfolgreiche Lösung dieser Aufgabe beträchtlich an Betriebssicherheit gewonnen.
Die Aufgabe wird bei einer Wicklung der oben beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst. daß die Schalt- und Anzapfspul+n bzw. die Spulengruppen, die je mit der oberen bzw. unteren Hälfte der Hauptwicklung verbunden sind, koaxial übereinander angeordnet sind.
Durch die erfindungsgemäße koaxiale Anordnung dieser Spulen wird die axiale Unsymmetrie der Durchflutungsteile der gsamten Wicklung auch in jedem Schaltzustand der Anzapf- bzw.
Schaltspulen auf ein Minimum beschränkt, so daß die im Quadrat von der Kurzschlußstromstärke abhängigen axialen Schubkräfte um ein Vielfaches gegenüber der bekannten Anordnung vermindert werden.
Fig. 1 gibt die bekannte Ausführung wieder, a und b mit den Schalt- und Anzapfspulen an den in der Mitte aneinanderstoßenden Enden der Teilspulen, c mit dem erwähnten Doppelmittenums teller.
In der anhängenden Zeichnung in den Fig. 2-8 werden Auaführungsbeispiele der Erfindung anhand einer insgesamt in Gießharz eingegossenen Wicklung erläutert. Es ist selbstverständweich, daß dieselben Prinzipien auf anders aufgebaute Spulen und auf nicht in Gießharz eingegossene Wicklungen anwendbar sind.
Fig. 2-zeigt eine in Gießharz 1 eingegossene Wicklung, deren Hauptteil im dargestellten Beispiel aus jeweils zwei 9bein und unten angeordneten Spulen 2, die je in Reihe geschaltet sind, bestehen. Im Mittenbereich zwischen den beiden Spulen sind nun die Schalt- bzw. Anzapfspulen 3 mit den h-rausgführten Anzapfungen 4 angeordnet. Gemäß dem Erfindungsgedanken liegen die beiden jeweils zu den Spulen der Hauptwicklung gehörenden Schalt- bzw. Anzapfspulen koaxial übereinander.
Besteht die OS-Wicklung aus einer so großen Zahl einzelner in Reihe goschalteter-Spulen, daß zwei Spulen die Anzapfwindungen nicht aufnehmen können, so ist es ebenfalls zweckmäßig, die Schalt- bzw. Anzapfspulen in der Mitte in gleichem oder ähnlichem Rhythmus wie die Spulen 2 axial zu unterteilen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Um eine Symmetrierung der den einzelnen Spulenteilen zugeordneten Induktivitäten und Widerstände ebenfalls zu erreichen, ist es weiter zweckmäßig, die axial und in die Teilspulen 3a und 3b unterteilten Schalt- bzw. Anzapfspulen in der Mitte auszukreuzen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
In Fig. 5 ist weiter gezeigt, wie bei mehreren kleinen Anzapfstufen eine weitere radiale Unterteilung der koaxial übereinanderliegenden Schalt- bzw Anzapfspulen 3 erreicht werden kann.
Die anhand der Fig. 3 u. 4 erläuterte notwendige Verteilung der Änzapfwindungen auf je zwei Schalt- bzw. Anzapfspulen kann durch vergrößern der Spulenbreite der Schalt- bzw. Anzapfspulen gegenüber den der Normalspulen vermieden werden, weil die in der Breite veränderte Spule entsprechend mehr Windungen aufnehmen kann (Fig. 6). Außerdem kann mit dieser Anordnung eine bessere Ausnutzung des Wickelraumes im Bereich der Schalt- bzw Anzapfspulen verbunden werden.
Wird insbesondere zur Herstellung der Einzelspulen als Leitermaterial ein Folienband verwendet, dessen Breite der jeweiligen Spulenbreite entspricht, so können die eben beschriebenen Vorteile durch eine von den Normalspulen abveichende Wahl der Foliendicke und der Folienbandbreite rreicht werden. Eine bessere Ausnutzung des Wickelraumes ergibt sich auch, wenn die Schalt- bzw. Anzapfspulen wie es in den Figuren 7 u. 8, dabei Fig. 8 mit Auskreuzung, dargstel-lt ist, schmaler als die Normalspulen ausgeführt werden, weil die Schalt- bzw. Anzapfspulen dann nur der Aufnahme der Anzapfwindungen dienen.
Bei Anwendung der Erfindung, d.h. Anordnung der Schalt-und Anzapfspulen in der Mitte zwischen zwei Spulenteilen koaxial übereinander, wird das sogenannte "Durchflutungloch" bei den verschiedenen Schaltzuständen synnetriert und damit die im Kurzschlußfall auftretenden axialen Schubkräfte erheblich vermindert.

Claims

P a t n t a n 8 p r ü c h e

1. Umschaltbare Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen mit in der axialen Mitte angebrachten Schalt-und Anzapfspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- und Anzapfspulen bzw. Spulengruppen, die je mit der oberen bzw. der unteren Hälfte der Hauptwicklung verbunden sind, koaxial übereinander angeordnet sind.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einzelnen in Reihe geschalteten Folienwickeln besteht.

3. Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- bzw Anzapfspulen mit einer anderen Breite als die Spulen der Hauptwicklung gewickelt sind.

4. Wicklung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt- bzw. Anzapfspulen aus einer Folie anderer Breite als die Wickel der Hauptwicklung gewickelt sind.

5. Wicklung nach einem der Ansprüche1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltspule axial in zwei oder mehrere axial aneinandergereihte Teilspulen unterteilt ist, wobei die Teilspulen der beiden Schaltspulen koaxial sich deckend angeordnet sind.

6. Wicklung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axial aneinandergereihten Teilspulen aus gekreuzt sind.

7. Wicklung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxial übereinandergewickelten Schalt- und Anzapfspulen untereinander ausgekreuzt sind.

8. Wicklung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kunstharz eingegossen ist.