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Für jedes Elektrizitätswerk, das sich mit dem Verkauf elektrischer Energie in Form von dreiphasigem Wechselstrom befasst, bedeutet der Leerlaufverlust bei Transformatoren einen Energie-und
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wirtschaftlichem Charakter, wo die Transformatoren nurdengeringsten Teildes Jahres vollbelastetarbeiten.
Um diese Leerlaufverluste herabzusetzen, wurde zwar eine Reihe von Schaltungen vorgeschlagen. die auf dem Prinzipe beruhen, bei geringer Belastung die magnetische Induktion im Transformatorenkern herabzusetzen, z. B. durch Übergang von Parallel-auf Serienschaltung oder durch Übergang von Dreieck- auf Sternschaltung. Diese Umschaltungen mussten aber in den meisten Fällen von Hand aus vorgenommen werden, wodurch ein sicheres und den Bedürfnissen entsprechend angepasstes.Unischalten nicht gewährleistet ist. Ferner ist eine automatische Umschaltvorrichtung für den angegebenen Zweck
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auf den Zustand niedriger Belastung durch ein Relais bewirkt wird, bei welchem die Wirkung einer Feder der Wirkung eines Elektromagneten entgegensteht.
Dies ist aber eine für die Praxis durchaus nicht brauchbare Lösung, da ein Zustand auftreten kann. wo die Federspannung mit der Zugkraft des Elektromagneten im Gleichgewichte steht. In diesem Augenblicke kann zwar unter Umständen ein Ausschalten des Transformators, aber kein Umschalten desselben erfolgen.
Durch die Erfindung werden alle diese Nachteile dadurch beseitigt, dass die UmschaltevolTichtungen
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Schaltung auf eine Sparschaltung bewirkt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.
Fig. l zeigt eine Schaltung, bei welcher der Transformator primär im Dreieck und sekundär in Sternparallelschaltung mit herausgeführtem Nullpunkt geschaltet ist, Fig. 2 den gleichen Transformator, bei
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proportional sind. Ist ein Drehstromtransformator z. B. primärseitig in Dreieck geschaltet, so wird jedem Schenkel die verkettete Spannung jS zugeführt. Die Leerlaufverluste sind dann mit grösserer Annäherung proportional E2. Schalten wir denselben Transformator primärseitig in Stern, so wird an
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zirka (E'= E2/3.
Durch diese Umschaltung konnten die Leerlauf Verluste daher sofort auf zirka # ihres noimalen Betrages herabgesetzt werden, wenn der Tiansfoimator schwach belastet ist, cl. h. wenn von der Sekundärseite nur ein Teil des normalen Stromes geliefert wird, sagen wir 50% des Normalstrome ;- !.
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dass die Sekundärspannung des Transformators hiedurch nicht verändert wird. Ist ein Transfom : ator normal, sowohl primär- als auch sekundärseitig. in Dreieck geschaltet, so bleibt das Übersetzung- verhältnis unverändert, wenn man Primär- und Sekundärwieklung in Stern umschaltet.
In beiden Fällen entspricht einer der Hochspannungsseite zugeführten verketteten Spannung E auf der Niederungsspannungsseite eine verkettete Spannung e.
Die normalen Leerlaufverluste des in Dreieck geschalteten Drehstromtransfqimators werden durch die Umschaltung desselben auf Sternschaltung um zirka # des normalen Wertes vermindert, während die Sekundärspannung in beiden Fällen die gleiche bleibt. Wird der Transforma tor yon 1/1 Vollast
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in bekannter Weise eine Reduktion der Leerlaufverluste erzielt.
Diese Schaltung kann bei Leitungsnetzen ohne Nulleiter auf der Sekundärseite ohne weiters Verwendung finden.
In Leitungsnetzen mit sekundär herausgeführtem Nulleiter muss jedoch eine andere Schaltungs- art Platz greifen, u. zw. erfindungsgemäss eine solche nach Fig. 1 und 2. Hat z. B. ein Transformator bei in Dreieck geschalteter Primärseite sekundär eine Spannung von 380/220 V, so müsste er primär- seitigin Stern umgeschaltet auf der Sekundärseite die gleiche Spannung ; 380/220 17 liefern. Diese Forderung wird dadurch erfüllt, dass man z. B. folgende Schaltregel befolgt : in normaler Schaltung ist der Trans- formater in Dreieck, sekundär in Sternparallel geschaltet.
Um die Leerlaufverluste des Transformators bei ¸ Belastung desselben, wie vorher angeführt, auf # herabzusetzen, schaltet man den Transformator primär in Stern, sekundär inZickzack, s. Fig. 1 und 2. Im ersten Falle ist die Primärschenkelspannung E,
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liche Konstantbleiben der Sekundärspannung. Würde man diese Umschaltung von Fall zu Fall von Hand aus besorgen, so wäre die erforderliche Manipulation zu umständlich, zumindest wä'e eine Person notwendig, die das Umschalten des Transformators zu gewissen Tageszeiten vornehmen müsste.
Diese Umschaltung von Hand aus wäre aber abgesehen von der kostspieligen Manipulation keineswegs so elastisch, um allen Betriebsverhältnissen Rechnung tragen zu können. Die Belastung eines Transformators ändert sich nämlich nicht nur zu verschiedenen Stunden des Tages, sondern es verschieben sich auch die Zeitintervalle zwischen hoher und niedriger Belastung bei verschiedenen Transformatorstr. t : onen verschieden und hängen zum grossen Teil von den an die betreffende Station angeschlossenen Konsumenten ab.
Es würde daher zu weit führen, wenn man zwecks Ökonomisierung der Leerlaufverluste die Um- sehaltung der Transformatorstation von Hand aus vornehmen liesse, um so mehr als ein grosser Teil der erzielten Ersparnisse wieder durch das Bedienungspersonal aufgezehrt würde. Es erscheint daher not- wendig, die Umschaltung automatisch einzurichten, u. zw. derart, dass beim Überschreiten einer gewh, en Belastung der Transformator primär im Dreieck, sekundär in Sternparallel geschaltet wird während bei Untersehreitung einer gewissen Belastung die Umschaltung selbsttätig derart erfolgen würde, dass die Primärseite des Transformators in Stern, die Sekundärseite in Zickzack geschaltet ist.
Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäss folgende, durch das Schema in Fig. 3 erläuterte Einrichtung getroffen :
Die Wicklungsenden der Primärsäulen a, b, c des Transformators sind mit einem sechspoli en Ölschalter 0 derart verbunden, dass dieselben in der eingezeichneten Stellung in Dreieck geschaltet sind. Auf der Sekundärseite ist ein Umschalter U nach Art eines Kontrollers angeordnet.
Die auf jedem Trans- formatorschenkel befindlichen Sekundärspulen d, f, g werden in zwei Abteilungen geteilt und sind mit dem Kontroller U in der rechts dargestellten Stellung I derart verbunden, dass die Sekundärwicklung in Stemparallel mit herausgeführten Nullpunkt geschaltet ist. Nehmen wir einen Drehstromtransformator von 100 AT.. 4 an, so könnte derselbe von zirka 50-100 KVA Belastung in dieser Schaltung verbleiben.
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die Belastung 50 RVA, so erfolgt die Umschaltung unbedingt auf die Normalsehaltung für Vollast, d. h.
primär Dreieck, sekundiir Sternparallel. Sinkt die Belastung im angeführten Beispiel unter 40 RT. l, so erfolgt dise umschaltung des Transformators automatisch auf die Sparschaltung, d. h. primär Stern, sekundär Zickzack. In beiden Fällen kann der Nullpunkt sekundär herausgeführt werden. Damit wird
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zu ermässigen.
Diese beschriebene Umschaltung kann auch bei Drehstrommotoren sinngemäss Anwendung finden.
Hiebei wird nun für den Stator, der dem Primärteil entspricht, der Umschalter O und das Relais R benutzt, während der Rotor, der den sekundären Teil darstellt, in seiner Schaltung unverändert bleibt.
Durch Anwendung dieser Schaltung an Drehstrommotoren wird demnach deren Leerlaufverlust verringert und deshalb auch die Phasenverschiebung bei kleineren Belastungen verbebsert.
PATENT-ANSPRÜCHE:
1. Einrichtung an Drehstromtransformatoren, insbesondere mit sekundär herausgeführten Null- leiter zur Verminderung der Magnetisierungsverluste bei geringer Belastung, deren Wicklungen mit einer selbsttätigen Umschaltvorriehtung verbunden sind, die eine der jeweiligen Belastung entsprechende Schaltung der Wieklungen bewirkt, gekennzeichnet durch ein steuerbares Relais (R, Fig. 3), welches mit Hilfe von Steuerkontakten (Kd, Ks) und Auslösevorrichtungen (D, S) bei genau einstellbarer sinkender Belastung eine automatische Umschaltung von Normalschaltung, z. B. primär Dreieck-. sekundär Sternparallelschaltung mit herausgeführten Nullpunkt (Fig. 1) auf eine Sparschaltung, z.
B. primär Stern-, sekundär Ziekzacksehaltung mit herausgeführtem Nullpunkt (Fig. 2j bewirkt.