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Spannungsregelung in Drehstromnetzen durch einen Zusatztransformator in Verbindung mit einem Erregertransformator ohne Anzapfungen.
Die neuerdings für Wechselstromnetze angewandte Spannungsregelung durch Zusatztransformatoren in Verbindung mit Erregertransformatoren bereitet mitunter Schwierigkeiten, wenn man zum Zwecke einer gewissen Zahl von Schaltstufen Anzapfungen am Erregertransformator vorsieht. Solche Anzapfungen sind aber unerwünscht. Um sie zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, in Drehstromnetzen die Spannung derart zu regeln, dass der Zusatztransformator kurz geschlossen oder in Stern und in Dreieck umschaltbar gemacht wird. Diese Einrichtungen machen zwar Anzapfungen am Erregerstransformator entbehrlich, erfordern jedoch eine ziemlich komplizierte Schalteinrichtung.
Bei grösseren Leistungen gibt es hier bald eine Grenze für die Ausführungsmöglichkeit, da mit einer auf der Unterspannungsseite angeordneten Schalteinrichtung nur Ströme bis zu einer gewissen Grenze beherrscht werden können.
Erfindungsgemäss werden nun die offen herausgeführten Enden der Primärwicklung des Zusatztransformators entweder kurzgeschlossen oder auf den Erregertransformatoren geschaltet. Dieser ist weiterhin gemäss der Erfindung sekundärseitig für Sterndreieckumschaltung eingerichtet. Aus dieser Anordnung ergeben sich fünf Spannungsstufen für die Regelung. Eine Schaltung nach der Erfindung zeigt die Figur.
1 bedeutet hier das zu regelnde Drehstromnetz, 2 den Zusatztransformator und 3 den Erregertransformator ohne Anzapfungen. Die Enden der Primärwicklung des Zusatztransformators sind zu zwei Schaltern 4 und 5 herausgeführt. Je nach der Stellung dieser Schalter sind die drei Phasen am Ende der Primärwicklung des Zusatztransformators entweder miteinander verbunden oder auf die Zuleitung zur Sekundärwicklung des Erregertransformators geschaltet. Diese Wicklung zeigt einen Umschalter 6, der gestattet, sie von Stern in Dreieck zu schalten. Jeder Umschalter ist in an sich bekannter Weise mit Vorkontakten und Übergangswiderständen ausgestattet, um Kurzschlüsse beim Umschalten zu vermeiden.
Aus der folgenden Tabelle sind fünf Kombinationen von Schaltstellungen der Schalter 4, 5,6 angegeben, von denen jede einer Spannungsstufe entspricht.
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<tb>
<tb>
Schalterstellung: <SEP> Schaltung <SEP> des <SEP> Erreger- <SEP> SpannungsSchalter: <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> transformators <SEP> Stufe
<tb> links <SEP> rechts <SEP> links <SEP> Stern <SEP> + <SEP> e
<tb> links <SEP> rechts <SEP> rechts <SEP> Dreieck <SEP> +@
<tb> links <SEP> links <SEP> links <SEP> oder <SEP> rechts <SEP> gleichgültig <SEP> @ <SEP> o
<tb> rechts <SEP> links <SEP> rechts <SEP> Dreieck <SEP> - <SEP> @
<tb> rechts <SEP> links <SEP> links <SEP> Stern <SEP> - <SEP> e
<tb>
Ein besonderer Vorzug dieser Anordnung ist der, dass alle Spannungsstufen praktisch genau gleich sind. Es ergeben sieh die in der Spalte"Spannungsstufe"der Tabel] e angegebenen Werte, wohei r die
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Ist, wie in der zweiten Schaltstellung, die Sekundärwicklung des Erregertransformators in Dreieck geschaltet, so tritt eine Phasenverschiebung zwischen Primärspannung und Zusatzspannung von 300 ein.
Hiedurchwird im Zusammenwirken mit der Spannungsverringerung durch die Umschaltung die in Richtung der Primärspannung liegende wirksame Komponente der Zusatzspannung nur halb so gross wie im Falle der ersten Schaltstellung. Da die Zusatzspannung im Verhältnis zur Hauptspannung nur klein ist, ist die in der zweiten Schaltstellung eintretende Phasenverschiebung der Netzspannung sehr gering.
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Voltage regulation in three-phase networks using an additional transformer in connection with an excitation transformer without taps.
The voltage regulation recently used for alternating current networks by means of additional transformers in connection with excitation transformers sometimes creates difficulties if taps are provided on the excitation transformer for the purpose of a certain number of switching stages. However, such taps are undesirable. In order to avoid them, it has been proposed to regulate the voltage in three-phase systems in such a way that the additional transformer is short-circuited or can be switched between star and delta. Although these devices make taps on the excitation transformer unnecessary, they require a rather complicated switching device.
In the case of higher powers, there will soon be a limit to the possible design, since with a switching device arranged on the low-voltage side, only currents up to a certain limit can be controlled.
According to the invention, the open ends of the primary winding of the additional transformer are now either short-circuited or connected to the excitation transformers. According to the invention, this is also set up on the secondary side for star-delta switching. This arrangement results in five voltage levels for regulation. A circuit according to the invention is shown in the figure.
1 means the three-phase network to be controlled, 2 the additional transformer and 3 the excitation transformer without taps. The ends of the primary winding of the additional transformer are led out to two switches 4 and 5. Depending on the position of this switch, the three phases at the end of the primary winding of the additional transformer are either connected to one another or connected to the supply line to the secondary winding of the exciter transformer. This winding shows a changeover switch 6 which allows it to be switched from star to delta. Each changeover switch is equipped in a manner known per se with pre-contacts and transition resistors in order to avoid short circuits when switching over.
The following table shows five combinations of switch positions of switches 4, 5, 6, each of which corresponds to a voltage level.
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<tb>
<tb>
Switch position: <SEP> circuit <SEP> of the <SEP> exciter <SEP> voltage switch: <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> transformer <SEP> stage
<tb> left <SEP> right <SEP> left <SEP> Star <SEP> + <SEP> e
<tb> left <SEP> right <SEP> right <SEP> triangle <SEP> + @
<tb> left <SEP> left <SEP> left <SEP> or <SEP> right <SEP> indifferent <SEP> @ <SEP> o
<tb> right <SEP> left <SEP> right <SEP> triangle <SEP> - <SEP> @
<tb> right <SEP> left <SEP> left <SEP> star <SEP> - <SEP> e
<tb>
A particular advantage of this arrangement is that all voltage levels are practically exactly the same. The result is the values given in the "Voltage level" column of the table, including the
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If, as in the second switching position, the secondary winding of the exciter transformer is connected in delta, a phase shift of 300 occurs between the primary voltage and the additional voltage.
As a result, in cooperation with the voltage reduction due to the switchover, the effective component of the additional voltage in the direction of the primary voltage is only half as large as in the case of the first switch position. Since the additional voltage is only small in relation to the main voltage, the phase shift of the mains voltage that occurs in the second switch position is very small.