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Bei Drei-oder Mehrwieklungstransformatoren wirkt die Spannungsverschiebung zwischen der Energie aufnehmenden Wicklung und einer Energie abgebenden Wicklung infolge Belastung einer andern Energie abgebenden Wicklung in der Mehrzahl der Fälle sehr störend. Bei den bisher bekannten Anordnungen von Dreiwicklungstransformatoren ist diese Beeinflussung zwangläufig durch die Kurzschlussspannungen zwischen je zwei Wicklungen, unter der Voraussetzung nicht vorhandener bzw. stromloser andrer Wicklungen, gegeben.
Sind beispielsweise bei einem Dreiwicklungstransformator mit den Wicklungen H (Hochspannung), M (Mittelspannung) und N (Niederspannung) gemäss Fig. 1 diese Kurzschlussspannungen der Wicklungspaar HM, HN und MN für eine bestimmte Nennleistung je ekHM, ekHN und ekMN. so ist bekanntlich bei Nennleistung der beeinflussenden Wicklung die Beeinflussung der Spannungsverschiebung zwischen H und M durch eine Belastung von N bzw. die Be- einflussung der Spannungsverschiebung zwischen H und N durch Ströme in M, also die sogenannte Einflussspannung
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Man ist natürlich bestrebt, diese Beeinflussung nach Möglichkeit auf Null oder ein sehr kleines Mass herunterzudrücken. Die Beeinflussung wird nur dann sehr klein oder Null, wenn ek. HM + eklIN-ekN.
Y sehr klein oder Null ist. Die bisher bekannten Wicklungsanordnungen, welche den Ausdruck e+ssy - eky annähernd zu Null machen, sind für Röhrenwicklungen in Fig. 1 und für Scheibenwicklungen in Fig. 2 dargestellt, wobei die Wicklung S, wie auch stets in den nachfolgenden Figuren, die Energie aufnehmende Wicklung ist.
Derartige Anordnungen lassen sich aber sehr häufig nicht mit der Wirtschaftlichkeit und Zweckmässigkeit des Transformatorenentwurfes vereinen. Es wurde daher vorgeschlagen, die Energie aufnehmende Wicklung in zwei oder mehreren räumlich getrennten und in Serie geschalteten Teilen anzuordnen, wie dies in den Fig. 3 und 4 für Röhrenwicklung und in den Fig. 5 und 6 für Scheibenwicklung schematisch dargestellt ist. Dabei geht jedoch die gewünschte Eigenschaft verloren, dass die Belastung der Energie abgebenden Wicklungen auf die Spannungsverschiebung gegenüber der Energie aufnehmenden Wicklung ohne Einfluss ist ; ausserdem wird die Kurzschlussspannung aller Wieklungspaare in unerwünschter Weise vergrössert.
Beide Nachteile werden gemäss der Erfindung durch Parallelschaltung der Energie aufnehmenden und räumlich getrennten Wicklungsteile vermieden. Die dadurch zustande kommende Wirkung ist bei der Drei-und Mehrwieklung eine gänzlich andre als bei der bereits bekannten Aufteilung einer Wicklung von Zweiwicklungstransformatoren in parallele Teile, da gänzlich andere Streuverhältnisse entstehen.
Die oben angegebene Gleichung für die Einflussspannung bei einem Dreiwicklungstransformator, welche eine bei allen Belastungen gleichbleibende Stromverteilung innerhalb einer Wicklung zur Voraussetzung hat, wird durch die Parallelschaltung der räumlich getrennten Wicklungsteile ungültig, da durch das Hinzutreten der Belastung einer Wicklung eine wesentliche Verschiebung der Stromverteilung in den parallel geschalteten Zweigen eintritt. Es ist dies weiter unten näher erläutert.
In den Fig. 7 und 8 sind für die Röhrenwicklungen Ausführungsbeispiele von diesen Anordnungen gemäss vorliegender Erfindung dargestellt, die für Scheibenwicklung in entsprechender Weise ebenso möglich und vorteilhaft sind. H1, H2 bedeuten wiederum die Energie aufnehmenden Wicklungen, während
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M und N die Energie abgebenden Mittel-und Niederspannungswieklungen sind, deren gegenseitige Beeinflussung unerwünscht ist. Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist die Wicklung M im wesentlichen nur mit dem einen Parallelzweig Ei verkettet, während die Wicklung N mit den beiden Parallelzweigen H1 und H2 verkettet ist.
Bei der Anordnung nich Fig. 8 ist die Wicklung M im wesentlichen nur mit Ei und die Wicklung N nur mit H2 verkettet. In beiden Fällen liegt mindestens eine der Energie abgebenden Wicklungen ausserhalb des durch die parallelen Wicklungszweige Bi und H2 gebildeten Streukanals.
Die Beeinflussung der Spannungsverschiebung zwischen Hl'H2 einerseits und N anderseits bei Belastungs- änderungen in M ist bei diesen Anordnungen stets Null, gleichgültig wie gross die Kurzschlussspannungen
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Es sei angenommen, bei einer Anordnung nach Fig. 8 werde nur das Netz, an das die Wicklung M angeschlossen ist, belastet, so dass nur in der Wicklung M ein Strom fliesst, während die Wicklung N stromlos ist. In den parallelen Zweigen Ri und H2 verteilt sich jetzt der Strom derart, dass nur in der Wicklung j ? i ein Strom fliesst. Würde nämlich auch in der Wicklung H2 ein Strom fliessen, so würde zwischen Hi und H2 ein beträchtliches magnetisches Feld verbleiben.
Dieses Feld würde eine EMK hervorrufen, die ihrerseits einen Ausgleichstrom erzeugt, der sich zu dem Strom in Bi addiert und den Strom in H2 vermindert. Ein Gleichgewichtszustand tritt erst dann ein, wenn das Feld zwischen Ei und H2, also auch der Strom in Bs, praktisch gleich Null ist.
Ein kleiner Reststrom in H2 übt auf die Gesamtwirkung keinen Einfluss aus. Er ist einerseits dem Ohmschen Spannungsabfall des erwähnten Ausgleichstromes zuzuschreiben, anderseits dient er zur Erzeugung eines kleinen Magnetfeldes zwischen Bi und H2, das die EMK zu unterdrücken hat, die von den praktisch gleich grossen und entgegengesetzt gerichteten, in den eng beieinander liegenden Spulen Hi und M fliessenden Strömen im Stromkreis Bi und H2 immerhin noch erzeugt werden.
Sieht man von diesem kleinen Laststrom in H2 ab, so erzeugt also eine Belastung nur in H1 einen Strom, ebenso eine Belastung in N nur in H2. Der Spannungsabfall HM rührt von den zwischen H und M liegenden Streufeldern her. Diese Streufelder werden mit hinreichender Genauigkeit durch das zwischen H und M liegende und von den Strömen in H1 und M erzeugte Streufeld allein dargestellt.
Da somit das Feld zwischen H und M durch einen Strom in N nicht geändert wird, so bleibt eine Belastung von N einflusslos auf den Spannungsabfall HM. Ebenso bleibt ein Strom in M auf den Spannungsabfall HN einflusslos.
Bei Rohrenwicklung kommt hauptsächlich eine konzentrische Wicklungsanordnung aller Wicklungssysteme in Frage ; bei Seheibenwicklung müssen in entsprechender Weise auf jedem Schenkel Teile jeder Wicklung vorhanden sein, die unter sich nach den Grundsätzen der Erfindung angeordnet sind.
Es sind natürlich auch noch andre Ausführungsarten möglich, die alle die gleiche Wirkung herbeiführen, sofern nur die obengenannte Anordnung der Energie abgebenden Wicklungen eingehalten wird. Insbesondere können die Wicklungszweige H1, H2 als Röhrenspulen auf gleichem Durchmesser axial nebeneinander angeordnet werden, wobei die Wicklung M gegenüber der Wicklung Hl und die Wicklung N gegenüber der Wicklung Ss liegt. An Stelle der Energie aufnehmenden Wicklung kann selbstverständlich auch eine andere Wicklung H treten, deren Spannungsverschiebung zu einer zweiten Wicklung sich durch Stromänderung in der dritten nicht ändern soll.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wicklungsanordnung in Drei- oder Mehrwicklungstransformatoren, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wicklung in zwei oder mehrere parallel geschaltete, räumlich voneinander getrennte
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verkettet sind.