DE893084C

DE893084C - Drehstromtransformator (oder -drossel) mit isoliertem Nullpunkt

Info

Publication number: DE893084C
Application number: DES3520D
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Elsner
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1938-10-04
Filing date: 1938-10-04
Publication date: 1953-10-12

Description

Drehstromtransformator (oder -drossel) mit isoliertere Nullpunkt Gegenstand des Patents 73a 783 ist ein Drehstromtransformator (oder -drosselspule) mit isoliertem Nullpunkt, der außer seinen Leistungswicklungen mindestens eine in offenem Dreieck geschaltete Hilfswicklung enthält, die über einen Widerstand geeigneter Größe zwecks Dämpfung der von einziehenden Stoßspannungen verursachten Nullpunktschwingung geschlossen ist. Die Erfindung hat die Aufgabe, derartige Transformatoren in verschiedener Richtung zu verbessern, insbesondere soll der Aufwand für die Sternpunktisolation so weit wie möglich herabgesetzt werden. In dem Hauptpatent sind die Maßnahmen angegeben, die erforderlich sind, um die obengenannte Erfindung auch bei Transformatoren zu verwenden, die für den normalen Betrieb aus irgendwelchen Gründen eine in Dreieck geschaltete, geschlossene Hilfswicklung brauchen. Unter Umständen ist es zweckmäßig und vorteilhafter, an Stelle einer zweiten Hilfswicklung, wie in dem Hauptpatent angegeben ist, die schon vorhandene Hilfs- oder Ausgleichswicklung zur Dämpfung heranzuziehen, indem man erfindungsgemäß in den Stromkreis dieser Wicklung eine Frequenzweiche einschaltet, die für die niedrigen Betriebsfrequenzen einen Umweg parallel zu dem Dämpfungswiderstand schafft. Diese Frequenzweiche enthält in dem einen Zweig eine Drosselspule, in dem anderen Zweig den erforderlichen Dämpfungswiderstand. Für die beim normalen Betrieb auftretenden Frequenzen und ihre Harmonischen ist der Stromdurchgang durch diesen Dämpfungswiderstand durch einen Vorschaltkondensator, eine Entladungsröhre, Funkenstrecke od. dgl. erschwert oder gesperrt.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. In Fig. z ist 5 die in offenem Dreieck geschaltete Hilfswicklung. 6 ist derDämpfungsw iderstand, dem ein Kondensator 7 vorgeschaltet ist. Parallel zu den Teilen 6 und 7 liegt die Drosselspule $. Durch 2 ist die Hochspannungswicklung angedeutet, die Sekundärwicklung ist der Einfachheit halber weggelassen. Xit Rücksicht auf die Möglichkeit einer ausreichenden Erdschlußkompensation muß die Induktivität des Teiles ` kleiner sein als die im Transformator vorhandene Streuinduktivität zwischen, der Hochvoltwicklung 2 und der Hilfswicklung 5. Der Scheinwiderstand des Kondensators 7 wird für die im Normalbetrieb auftretenden Frequenzgemische groß gemacht gegenüber dem Scheinwiderstand der Drosselspule 8; für die bei Stoß auftretenden sehr viel höheren Frequenzen muß er aber klein sein gegenüber dem Scheinwiderstand der Drossel 8 sowie gegenüber derWirkkomponente desDämpfungswiderstandes 6.
An Stelle des Kondensators 7 kann ein Entladungsgefäß oder eine Funkenstrecke treten. Auch kann man an Stelle von Kondensator und Dämpfungswiderstand einenÜberspannungsableiterverwenden. dessen Widerstand jedoch möglichst spannungsabhängig sein soll, um eine genügende Dämpfung zu gewährleisten.
Des weiteren geht die Erfindung darauf aus, die magnetische Kopplung zwischen derHochspannungswicklung und der Hilfswicklung zu verbessern. Zu diesem Zweck bringt man die Hilfswicklung möglichst nahe an die Hochspannungswicklung heran; damit dabei keine Isolationsschwierigkeiten auftreten, wird die Hilfswicklung elektrisch in einem Punkt mit dem Potential des benachbarten Teiles der Hochspannungswicklung, am besten mit dem dem Nullpunkt zunächst liegenden Teil, verbunden, wie dies Fig. 2 zeigt. Hier ist wieder 2 die Hochspannungswicklung, 5 die Hilfswicklung, 6 der Widerstand; der Sternpunkt 9 ist durch den Leiter 13 mit einem Punkt 14 der Hilfswicklung 5 verbunden. Unter Umständen empfiehlt es sich, die Hilfswicklung 5 ganz oder teilweise aus einem Werkstoff mit höherem Widerstand herzustellen; ein besonderer Dämpfungswiderstand 6 wird dann eingespart.
Fig.3 zeigt eine besonders vorteilhafte Anordnung der Hilfswicklung bei lagen-,veise gewickelten Transformatoren. Hier sind 5o bis 57 die verschiedenen Lagen der Hochspannungswicklung; die Lage 57 ist an den durch 9 angedeuteten Sternpunkt angeschlossen. Die Hilfswicklung 5 ist als besondere Lage unmittelbar auf den Wicklungsteil 57 gewickelt. Im Ausführungsbeispiel liegt die Hilfswicklung-auf der Innenseitedes Wicklungsteiles 57; sie kann statt dessen auch am äußeren Umfang oder sowohl außen als auch innen angebracht werden.
Um bei Transformatoren mit Scheibenwicklungen die Beanspruchung innerhalb der dein Nullpunkt zunächst liegenden Hochspannungsspulen herabzusetzen, empfiehlt es sich, wie Fig. 4. beispielsweise zeigt, die Hilfswicklung 5 nach @,#rt eines Potentialschirmes anzuordnen.
Die Anordnung nach Fig. q. ergibt eine besonders vorteilhafte Wirkung, die an Hand der Fig. 5 noch besonders erläutert werden soll. In dieser Figur ist durch die gestrichelte Linie K der Verlauf der Nullpunktschwingung bei dreipoligen Stößen dargestellt. Durch die in Fig.4 angegebenen Maßnahmen wird nun der Höchstwert, Punkt 4o, der Nullpunktspannung in dem Spannung-Zeit-(U/t)-Diagrainm sowohl nach rechts als auch nach unten zum Punkt 41 verlagert. Die Verschiebung nach rechts ergibt sich dadurch, daß der Schirm 5 durch seine Kapazität gegen Erde die Eigenfrequenz der Nullpunktschwingung erniedrigt; die Verschiebung nach unten ergibt sich durch die erhöhte Dämpfung dieser Schwingung durch die Hilfswicklung. Die gleiche Erscheinung ergibt sich auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2. Selbstverständlich braucht die Hilfswicklung nicht gleichzeitig auch einen Schirm zu bilden, sondern es können neheu der Hilfswicklung auch noch besondere Schirme angewendet werden.
Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß die Beanspruchung der Nullpunktisolation etwa um ein Drittel oder um die Hälfte herabgesetzt wird und daß infolgedessen erheblich an Werkstoffaufwand für die Nullpunktisolation gespart werden kann. Aus den gleichen Gründen kann z. B. leim lagenweisen gewickelten Transformator der Abstand zwischen der dem Nullpunkt zunächst liegenden Lage der Hochspannungswicklung und dem Eisen bzw. der Niederspannungswicklung weniger als für die Phasenspannung bemessen werden.

Claims

PATE NTANSPR0CHE: r. Drehstromtransformator (oder -drossel) mit isoliertem Nullpunkt, der außer seinen Leistungswicklungen mindestens eine in offenem Dreieck geschaltete Hilfswicklung enthält, die über einen Widerstand von derartiger Größe geschlossen ist, daß die von einziehenden Stoßspannungen verursachte Nullpunktschwingung auf einen für die T rausformatorisolation ungefährlichen Wert gedämpft wird, nach Patent 732 783, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der Hilfswicklung eine Frequenz--weiche eingeschaltet ist, die für die niedrigen Betriebsfrequenzen einen Umweg parallel zu dem Dämpfungswiderstand schafft.
2. Drehstromtransformator nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Widerstand (6) ein Kondensator (7) in Reihe geschaltet ist und parallel zu Kondensator und Widerstand eine Drosselspule (8), deren Induktivität unter dem Wert der Streuinduktivität zwischen Primärwicklung (2) und Hilfswicklung (5) liegt.
3. Drehstromtransformator nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der dem Widerstand (6) vorgeschaltete Kondensator (7) für die beim Stoß auftretenden hohen Frequenzen einen Scheinwiderstand aufweist, der klein ist gegenüber dem Ohmwert des Dämpfungswiderstandes (6), für die niedrigeren Betriebsfrequenzen dagegen groß ist gegenüber dem Scheinwiderstand der Drosselspule (8). q..
Drehstromtransförmator nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Kondensators eine Funkenstrecke oder ein Entladungsgefäß vor den Widerstand (6) geschaltet ist bzw. daß an Stelle des Widerstandes und des Kondensators ein Überspannungsableiter mit einem möglichst spannungsabhängigen Widerstand verwendet ist.
5. Drehstromtransformator (oder -drossel) mit isoliertem Nullpunkt, der außer seinem Leistungswicklungenmindestens eine in offenem Dreieck geschaltete Hilfswicklung aufweist, die über einen Widerstand von derartiger Größe geschlossen ist, daß die von einziehenden Stoßspannungen verursachte Nullpunktschwingung auf einen für die Transformatorisolation ungefährlichen Wert gedämpft wird, nach Patent 732 783, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (5) mit einem Punkt der Hochspannungswicklung, insbesondere mit dem Sternpunkt (9), leitend verbunden ist.
6. Drehstromtransformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beiTransformatoren mit Lagenwicklung die Hilfswicklung (5) unmittelbar auf die letzte mit dem Sternpunkt (9) verbundene Lage der Hauptwicklung außen oder innen aufgewickelt ist.
7. Drehstromtransformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beiTransformatoren mit Scheibenwicklungen die Hilfswicklung (5) die dem Sternpunkt zunächst liegenden Teile der Hochspannungsspulen als elektrostatischer Schirm umgibt. B. Drehstromtransformator (oder -drossel) mit isoliertem Nullpunkt, der außer seinen Leistungswicklungen mindestens eine inoffenem Dreieck geschaltete Hilfswicklung enthält, die über einen Widerstand von derartiger Größe geschlossen ist, daß die von einziehenden Stoßspannungen verursachte Nullpunktschwingung auf einen für die Transformatorisolation ungefährlichen Wert gedämpft wird, nach Patent 732 783, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verkleinerung der Amplitude der durch die gemeinsame Hilfswicklung und beim Stoß auftretenden Nullpunktschwingung sowohl die Hilfswicklung als auch Schirme verwendet werden, wobei die Schirme zur Verringerung der Frequenz der Nullpunktschwingung und zur Vergleichmäßigung der Spannungsbeanspruchung innerhalb der letzten Hochspannungsspulen bei Sternpunktüberschlägen dienen, während die Hilfswicklung die Dämpfung erhöht.