DE876431C

DE876431C - Multi-phase power transformer or reactor

Info

Publication number: DE876431C
Application number: DES4870D
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Habil Elsner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-11-20
Filing date: 1942-11-20
Publication date: 1953-05-11

Description

Mehrphasiger Leistungstransformator oder -drosselspule Es ist bereits bekannt, zur Löschung des Erdschlußstroms in Drehstromnetzen sogenannte Leistungslöschtransformatoren zu verwenden, in deren Dreieckskreis eine Drossel geschaltet ist, die so bemessen ist, daß im Fall eines Erdschlusses des Hochspannungsnetzes bei fest geerdetem Hochspannungssternpunkt gerade der zur Löschung des Erdschlußstroms erforderliche induktive Blindstrom über die drei Phasenwicklungen des Transformators zur Erde fließt.Multi-phase power transformer or reactor It is already known to quench the earth fault current in three-phase networks so-called power quenching transformers to be used, in whose triangular circle a throttle is connected, which is dimensioned in this way is that in the event of an earth fault in the high-voltage network with a firmly earthed high-voltage star point just the inductive reactive current required to quench the earth fault current the three phase windings of the transformer flows to earth.

Bekannt ist es ferner, die erforderliche Erdschlußlöschleistung auf eine im Dreieckskreis liegende Drosselwirklung und eine im Sternpunkt der Hochspannungswicklung angeschlossene Nullpunktdrossel derart zu verteilen, daß der Sternpunkt des Transformators bei Erdschluß nur einen Teil der Phasenspannung gegen Erde annimmt. Dabei können beide Drosseln entweder auf getrennten Eisenkernen oder auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet sein. Es wurde nun bereits vorgeschlagen, bei der oben beschriebenen Anordnung mit auf den Dreieckskreis und eine Nullpunktdrossel aufgeteilter Erdschlußlöschleistung die im Dreieckskreis liegende Drosselspule gleichzeitig dazu zu benutzen, die dritte Harmonische in den Phasenflüssen des Transformators im ungestörten Betrieb derart zu beeinflussen, daß im normalen Betrieb die Oberwellen der fünften und siebenten Harmonischen im Magnetisierungsstrom des Transformators verschwinden (Hueter-Effekt).It is also known to have the required earth fault extinguishing performance one in the triangular circle and one in the star point of the high-voltage winding to distribute the connected zero point choke in such a way that the neutral point of the transformer only assumes part of the phase voltage to earth in the event of a ground fault. Here you can both chokes either on separate iron cores or on a common iron core be arranged. It has now been proposed in the case of the above Arrangement with earth-fault extinguishing power divided between the triangle circle and a zero-point choke to use the choke coil lying in the triangular circle at the same time to use the third one Harmonics in the phase flows of the transformer in undisturbed operation like this to influence that in normal operation the harmonics of the fifth and seventh Harmonics in the magnetizing current of the transformer disappear (Hueter effect).

Versuche haben jedoch gezeigt, daß sowohl bei der letzteren Anordnung wie auch bei dem reinen Leistungslöschtransformator wegen der im Verhältnis zur Oberwellenleistung des Transformators meist um eine Größenordnung und mehr größeren Löschleistung des Netzes die Induktivität der im Dreieckskreis liegenden Drosselspule in allen praktisch in Betracht kommenden Fällen einen viel zu kleinen Wert besitzt, um mit den bekannten Schaltungen gleichzeitig beide Wirkungen, nämlich eine einwandfreie Erdschlußlöschungund eine Oberwellenkompensation im ungestörten Betrieb zu erreichen.Tests have shown, however, that in both the latter arrangement as with the pure power quenching transformer because of the in relation to Harmonic power of the transformer is usually an order of magnitude and more greater extinguishing power of the Network the inductance of the choke coil lying in the triangle circle in all practically in the cases under consideration has a value that is much too small to be compared with the known Circuits at the same time both effects, namely a perfect earth fault cancellation and to achieve harmonic compensation in undisturbed operation.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe. Erfindungsgemäß ist parallel zu der im Dreieckskreis liegenden Drosselspule ein Kondensator solcher Größe angeschlossen, daß die durch die Parallelschaltung des Kondensators und der Drosselspule entstehende Impedanz für die dreifache Betriebsfrequenz gerade den zur Erzielung des Hueter-Effekts erforderlichen induktiven Blindwiderstand ergibt, während für die Betriebsfrequenz selbst die Impedanz der Parallelschaltung den für die Erdschlußlöschung nötigen Wert besitzt.The invention provides a remedy here. According to the invention is parallel to A capacitor of the size is connected to the choke coil in the triangle circle, that resulting from the parallel connection of the capacitor and the choke coil Impedance for three times the operating frequency precisely that to achieve the Hueter effect required inductive reactance results, while for the operating frequency even the impedance of the parallel connection is necessary for the earth fault quenching Owns value.

Die Zeichnung zeigt in den Fig. i bis 3 verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. In allen Figuren sind gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. i bedeutet jeweils die Hochspannungswicklung des Transformators, 2 die Niederspannungswicklung und 3 die im offenen Dreieck geschaltete Tertiärwicklung. Die Wicklungen der einzelnen Phasen können auf einem gemeinsamen Drehstromkern mit freiem magnetischen Rücksehluß angeordnet werden, oder sie können auch auf getrennten Einphasenkernen angebracht werden. Mit g. ist die im Dreieckskreis liegende Drosselspule mit der Induktivität L bezeichnet.The drawing shows various exemplary embodiments in FIGS of the subject matter of the invention. In all figures, similar parts are identical Provided with reference numerals. i means the high voltage winding of the transformer, 2 the low-voltage winding and 3 the tertiary winding connected in an open delta. The windings of the individual phases can be shared on a common three-phase core free magnetic return, or they can also be arranged on separate Single-phase cores are attached. With g. is the choke coil lying in the triangular circle denoted by the inductance L.

Bei der Anordnung nach Fig. i, bei der der Sternpunkt der Hochspannungswicklung fest geerdet ist, ist die Drosselspule so bemessen, daß im Fall eines Erdschlusses des Hochspannungsnetzes gerade der zur Löschung des Erdschlußstromes erforderliche induktive Blindstrom über die drei Phasenwicklungen des Transformators zur Erde abgeleitet wird. Parallel zu dieser Drossel liegt ein Kondensator 6 mit der Kapazität C. Dieser ist so ausgelegt, daß die durch die Parallelscbaltung der Kapazität C und der Induktivität L entstehende Impedanz Z3 für die dreifache Betriebsfrequenz gerade den zur Erzielung des Hueter-Effektes erforderlichen hohen induktiven Blindwiderstand ergibt, während für die Betriebsfrequenz die Impedanz der Parallelschaltung den für die Erdschlußlöschung benötigten Wert besitzt.In the arrangement according to Fig. I, in which the star point of the high-voltage winding is firmly grounded, the choke coil is dimensioned so that in the event of an earth fault in the high-voltage network, the inductive reactive current required to quench the earth-fault current is diverted to earth via the three phase windings of the transformer . Parallel to this choke is a capacitor 6 with the capacitance C. This is designed so that the impedance Z3 resulting from the parallel connection of the capacitance C and the inductance L is three times the operating frequency just gives the high inductive reactance required to achieve the Hueter effect, while the impedance for the operating frequency the parallel connection has the value required for earth fault quenching.

:Die Fig. 2 und 3 zeigen Anordnungen für eine kombinierte Löschung mit j e einer im Sternpunkt des Transformators und einer im Dreieckskreis liegenden Drosselspule. Im Erdschlußfall verteilt sich die erforderliche Löschleistung hier auf die beiden Drosseln q. und 5, so daß der Sternpunkt des Transformators nur einen Teil der Phasenspannung gegen Erde annimmt. Die beiden Drosseln q: und 5 können entweder gemäß Fig.2 auf getrennten Eisenkernen untergebracht sein; sie können aber auch, wie in Fig:3 angedeutet, auf einem gemeinsamen Eisenkern 7 angeordnet werden, der von den Kernen des Transformators getrennt ist. Die im Dreieckskreis liegende Drossel q., zu der der Kondensator 6 parallel geschaltet ist; kann bei der Anordnung nach Fig. 2 auch auf den mit Luftspalten versehenen Rückschlüssen des Haupttransformatorkernes angeordnet werden. Wenn dabei der Haupttransformator aus: getrennten Einphasenkernen aufgebaut ist, kann diese Drosselwicklung q. gleichmäßig auf die mit Luftspalten versehenen Rückschlüsse der drei Hauptkerne verteilt werden.: Figs. 2 and 3 show arrangements for combined erasure with one in the star point of the transformer and one in the triangle circle Choke coil. In the event of an earth fault, the required extinguishing power is distributed here on the two throttles q. and 5, so that the neutral point of the transformer is only one Part of the phase voltage to earth assumes. The two chokes q: and 5 can be housed either according to Figure 2 on separate iron cores; but they can also, as indicated in Fig: 3, are arranged on a common iron core 7, which is separate from the cores of the transformer. The one lying in the triangle circle Choke q., To which the capacitor 6 is connected in parallel; can when arranging according to FIG. 2 also on the air gaps of the main transformer core to be ordered. If the main transformer consists of: separate single-phase cores is constructed, this inductor winding q. evenly on those with air gaps provided conclusions of the three main cores are distributed.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit-. ihr eine günstige Vereinigung einer Erdschlußlöscheinrichtung mit einer Oberwellenkompensation unter Aufwendung geringster Mittel, nämlich eines zusätzlichen Kondensators, erreichbar ist, der lediglich für die von ihm aufzunehmende anteilige Oberwellenleitung des Transformators bemessen zu werden braucht.The advantage of the invention is that with-. her a cheap one Combination of a ground fault extinguishing device with a harmonic compensation under Expenditure of the least amount of resources, namely an additional capacitor, can be achieved is that only for the proportionate harmonic line to be recorded by the Transformer needs to be sized.

Claims

PATENT CLAIMS: Multi-phase power transformer or reactor with free magnetic return, its open delta winding through an inductance is loaded that in the event of an earth fault, part or all of the earth fault extinguishing capacity applies, characterized in that for harmonic compensation of the magnetizing current in undisturbed operation, a capacitor of this size in parallel with the choke coil that is connected by the parallel connection of the capacitance and the inductance resulting impedance for three times the operating frequency just to achieve of the Hueter effect results in required inductive reactive current, while for the Operating frequency itself the impedance of the parallel connection to the earth fault quenching has the necessary value.

2. Power transformer according to claim i, characterized in that that when the extinguishing power is divided into one lying in a triangular circle and one both choke windings connected to the star point of the high-voltage winding are arranged on separate iron cores.

3. Power transformer according to claim i, characterized; that when dividing the extinguishing power on one in a triangular circle and a choke connected to the star point of the high-voltage winding both Choke windings lie on a common iron core, -the one or the other Cores of the transformer is separated. .l.

Power transformer according to claim i, characterized in that the throttle lying in the triangular circle arranged on the air gaps of the main transformer is.

5. Power transformer according to claim Z, characterized in that the Choke located in a triangular circle with separate single-phase cores of the main transformer lies on special inferences of the main cores provided with air gaps.