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Spannungsregelung in Drehstromnetzen durch Zusatztransformatoren.
Zur Spannungsregelung in Drehstromnetzen sind abgestufte Zusatztransformatoren bekannt geworden, die fremd erregt werden und um-und abschaltbar angeordnet sind, während ihre Sekundärwicklungen in Reihe mit dem Arbeitsstromkreis liegen.
Erfindungsgemäss werden nun bei Verwendung eines einzigen dreiphasigen Zusatztransformators zwei Schaltstufen dadurch erzielt, dass die Wicklung in Stern-und in Dreieck geschaltet wird. Das Verfahren kann dadurch noch besser ausgenutzt werden, dass man die Stern-und Dreieckschaltung sowohl in Zu-als auch in Gegenschaltung zur Netzspannung anwendet. Da auch das Völlige Abschalten des Transformators eine Spannungsstufe bildet, entstehen durch die Erfindung nunmehr insgesamt fünf Stufen, die mit einem einzigen Transformator ohne Anzapfung der Wicklung in einer Phase erzielt werden. Vorteilhaft kann man sich zur Sicherung der richtigen Schaltfolge einer Schaltwalze bedienen, bei der besondere Schutzwiderstände gestatten, die einzelnen Schaltstufen ohne Stromunterbrechung und deshalb ohne störende Funkenbildung zu durchschreiten.
Für die Schaltung nach der Erfindung wird in der Fig. 1 das Schaltbild eines Leitungsnetzes und einer Kontaktwalze dargestellt. In den Fig. 2 s-e sind die Schaltstellungen der fünf Stufen mit den Zwischenstellungen schematisch aufgezeichnet. In der Fig. 3 ist die Anordnung der Schaltung vereinfacht.
Als ein Beispiel für die Ausführung der Erfindung ist in der rig. 1 ein Zusatztransformator 1 in ein Wechselstromnetz 2 mit den Phasen R, S, T eingeschaltet. Die Wicklungs enden u, v, 10 und $, y, at seiner Primärwicklung sind an die gleichlautend bezeichneten Schleifkontakte angeschlossen, die in dem Beispiel Bürsten sind. Die Bürsten gleiten von einer Schaltstellung zur andern über Kontaktteile, die durch ihre Lage und Form z. B. auf einer Schaltwalze, den Stromverlauf schalten. Die Schaltwalze lässt sich aus der Nullstellung nach der positiven oder nach der negativen Spannungsseite bis zur Anschlagstellung G drehen, so dass die einzuhaltende Schaltfolge gesichert ist.
Von den Bürsten, die in Fig. 1 in zwei Reihen auf der Schaltwalze stehen, gleitet stets nur die Reihe für die beim Schalten gewählte positive oder negative Spannungsrichtung leitend über das entsprechende zweiteilige Feld der Kontaktstücke, während die andere Reihe in der Zeit abgehoben oder auf einen nichtleitenden Teil der Walze aufgesetzt wird.
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durch zwischenliegende Schutzwiderstände einzeln, wie aus der Schaltungsskizze zu ersehen ist mit je einer Bürste A, B usw. verbunden und werden die Kontaktteile, die, wie gleichfalls die Fig. 1 zeigt,
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An die Bürsten ss', S', T'sind die Zuleitungen für die Erregerenergie angeschlossen.
Da eine Schaltvorrichtung für so viele Stufen immerhin etwas verwickelter wird als sonst, können Schwierigkeiten entstehen, wenn besonders weite Isolationsräume für Hochspannung vorgesehen werden müssen. Diese Schwierigkeiten werden überwunden, wenn gemäss der Erfindung die Erregerspannung, die der Schalteinrichtung zugeführt wird, durch einen besonderen Transformator herabgesetzt wird.
Diesem Zweck dient der Hilfstransformator 3.
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Aus dem Schaltbild sind die Schaltstellungen I-III und die durch sie gewonnenen Spannungsstufen zu erkennen. Die jeweils zugehörige Stellung der Bürsten ist durch die Kennlinien (-x-x-x-) für die Haupt-und (------------) für die Zwischenstellungen bezeichnet. Dabei gilt das positive
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In der Schaltstellung II z. B. stehen die Bürsten B', S', T'und ebenso S', 2'auf den grossflächigen Kontaktteilen. Dadurch sind die Zuleitungen der Erregerenergie mit den Primärwicklungen unmittelbar leitend verbunden.
Durch die Ausschnitte dieser Kontaktteile aber wird vorher eine Zwischenschaltstellung bewirkt, indem die Bürsten x',y',z' und die daneben liegenden Bürsten D, E, F miteinander in leitende Verbindung treten, während die Bürsten jB', S', T'über die zwischen geschalteten Schutzwiderstände in den Stromkreis eingeschaltet werden, bevor sie auf den Kontaktteilen auflaufen. Die Bürsten u',v',w' liegen auf den schmalen und langen Kontaktteilen, die-untereinander kurz geschlossen sind, so dass-die Primärwicklungen u, v,w hier in einem aufgelösten Nullpunkt zusammen-
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und für die Stellung III die Stufe mit dem Näherungswert B =j= e.
Die gleiche Schaltung ist auch bei einer Anordnung mit nur einer Bürstenreihe möglich, wie es in der Fig. 3 gezeigt wird. Die Bürsten gleit & n durch Verschieben bzw. durch Drehen der Welle in der gleichen Gruppierung wie vorher über die Kontaktteile, indem bei der Bewegung nach der Schaltseite für eine positive Zusatzspannung die Bürsten D, R',-E, S', F, T', die mit der Gruppe u, v', w' zusammengesetzt sind, und A, B, 0, die mit der Gruppe x',y',z' zusammengesetzt sind, und für eine negative
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spannmgsseitd und für die negative jedoch zwischen die Bürstengruppen x',y',z' und A, B, 0, sowie zwischen die R', S', T'und 17 in der gleichen Anordnung wie für den entsprechenden Schaltvorgang in Fig. 1 eingeschaltet.
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verwendet.
Zur Erleichterung der Übersicht sind bei der Fig. 3 in die Bürsten Pfeile eingezeichnet, die die Richtung angeben, in der diese Bürsten über die Kontaktteile schleifen sollen.
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zu denken.
In den Fig. 2 a-e sind die Verbindungen der Erregerwicklungen, Schutzwiderstände und Kontakte
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stellung HIII die drei Primärwicklungen des Transformators j ? in Dreieck an die drei Netzphasen R, S, T angeschlossen, während die Schutzwiderstände (dargestellt durch Rechtecke) und die Zwischenkontakte stromlos sind. In der Zwischenstellung Zi und Z2 sind zum Übergang auf Sternschaltung in Zi zunächst die Sehutzwiderstände hintereinander in die Dreieckschaltung der Primärwicklungen einbezogen, dann in
Z2 parallel zu jeder Wicklung geschaltet, währendgleichzeitig die Sternverbindung der Wieklung vorbereitet ist.
In der Hauptstellung E sind dann die Primärwicklungen in Stern an die Netzphasen angeschlossen.
In der gleichen Weise ersieht man den Stromverlauf bei der Schaltung von einer Spannungsstufe zur andern aus den übrigen Schaltbildern. Bei der Schaltung wird über die Zwischenstellungen schnell hinweggeschaltet, um dib Schutzwiderstände möglichst gering zu belasten.
Diese Schaltung mit fünf Spannungsstufen ist für viele Betriebsverhältnisse ausreichend und ist sowohl für Abzweig- als auch für Kupplungsleitungen von Kraftwerken wie für die Regelung von Einankerumformern und Gleichrichtern wertvoll.