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Anordnung zweier parallel arbeitender Transformatoren
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für zwei parallel arbeitende Transformatoren. Ein derartiger Parallelbetrieb ist an sich nur möglich, wenn die Transformatoren praktisch die gleiche Kurzschlussspannung aufweisen, da sich der Belastungsstrom im Verhältnis der Kurzschlussimpedanzen auf die beiden Transformatoren aufteilt.
Entsprechen die beiden parallel geschalteten Transformatoren nicht von sich aus dieser Forderung, so kann man einen Parallelbetrieb durch nachträglichen Einbau von Drosselspulen ermöglichen. Diese Massnahme führt jedoch nicht bei allen Belastungsverhältnissen zu dem gewünschten Erfolg. Es ist deshalb auch bereits eine Anordnung zum Parallelbetrieb zweier Transformatoren bekannt, bei der die Parallelschaltung unter Verwendung eines kleinen Reihentransformators vorgenommen wird. Bei einer solchen Anordnung lässt sich die gewünschte Stromverteilung bei allen normalen Belastungsverhältnissen mit grosser Genauigkeit erzwingen.
Auf der anderen Seite ist es bisweilen er- wünscht, z. B. zum Zwecke der Spannung- regulierung, eine vorhandene Last beliebig zwischen zwei parallel arbeitenden Trans- formatoren verteilen zu können. Bisher musste man in einem solchen Falle zusätzliche Drossel- spulen einschalten oder ähnliche umständliche und teure Massnahmen treffen. Nach der Er- findung wird nun diese Aufgabe in wesentlich einfacherer Weise dadurch gelöst, dass die beiden hinsichtlich ihrer Belastung zu steuernden, parallel geschalteten Transformatoren über einen kleinen Reihentransformator miteinander ver- bunden werden, der als Regeltransformator, ins- besondere Anzapftransformator ausgebildet ist.
Die Belastungsanteile der beiden Transformatoren können dann ohne weiteres lediglich durch eine
Verstellung des Regeltransformators geändert werden.
Nach der weiteren Erfindung wird für den
Reihentransformator vorzugsweise ein drei- bchenkliger Kem verwendet, wobei dem Mittel- schenkel die Aufgabe zufällt, die freien Streu- kraftlinien in geeigneter Weise zu führen und am Vagabundieren zu hindern.
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der Zeichnung noch näher erläutert.
In Fig. l sind mit RS das speisende und mit rs das gespeiste Netz bezeichnet. Die Kupplung der beiden Netze wird durch die beiden parallel geschalteten Transformatoren I und II bewirkt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Primärwicklungen 1 und 3 der Transformatoren für sich an das Netz gelegt, während die Sekundärwicklungen 2 und 4 über einen Reihentransformator III miteinander gekuppelt sind. Die eine Wicklung 5 des Reihentransformators III ist mit Anzapfungen versehen.
Die Einstellung der Anzapfungen des Reihentransformators kann entweder mittels eines gewöhnlichen Umschalters oder auch mittels eines Lastschalters vorgenommen werden, je nachdem, ob die Änderung der Lastverteilung im Betrieb oder im abgeschalteten Zustand vorgenommen werden soll.
Die Windungszahlen für den Reihentransformator III werden nun so gewählt, dass bei der Regelstellung ?'/zu H/ (Grundregel- stellung) Amperewindungsgleichgewicht am Reihentransformator besteht. Das hat zur Folge, dass die Lastaufteilung ungestört bleibt und sich lediglich nach den Kurzschlussimpedanzen der beiden parallel geschalteten Transformatoren I und II richtet. Bei Abweichung von dieser
Regelstellung ergibt sich auf einer Seite des
Regeltransformators ein Amperewindungsüber- schuss, was bekanntlich eine Drosselwirkung zur Folge hat.
Der an der betreffenden Seite angeschlossene Haupttransformator muss dann eine entsprechende Drosselspannung aufbringen, was sich für den Parallelbetrieb mit den beiden Transformatoren I und II genau so auswirkt, als ob dem betreffenden Transformator eine zusätzliche Reaktion hinzugefügt worden wäre.
Der Amperewindungsüberschuss auf der einen
Seite des Reihentransformators hat zur Folge, dass Streukraftlinien austreten und zu einer unzulässigen Erwärmung von Eisenteilen Ver- anlassung geben können. Aus diesem Grunde wird nach der weiteren Erfindung für den Reihen- transformator ein dreischenkliger Kern vor- gesehen, auf dessen aussenliegenden Schenkeln
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die beiden Arbeit3wicklungen des Reihentransw formators vorgesehen sind. Der mittlere Schenkel dient als Hilfsschcnkel dazu, die Streukraftlinien beider Seiten auf einer vorbestimmten Bahn weiterzuleiten und am Vagabundieren zu verhindern. Es ist zweckmässig, den Hilfsschenkel mit einem oder mehreren Luftspalten zu versehen.
Eine andere Möglichkeit der Unterdrückung von Streukraftlinien zeigt Fig. 3 bzw. in der Gesamtanordnung Fig. 4. In diesem Falle ist der Hilfsschenkel nicht durch Luftspalte unterbrochen, sondern mit einer Hilfswicklung 7 versehen. Die Wirkungsweise einer solchen Anordnung ist dann folgende.
Treten bei einer eingestellten Lastverteilung Streukraftlinien an dem Reihentransformator auf, dann bewirken sie in dem Hilfsschenkel eine Magnetisierung und induzieren in der Hilfswicklung 7 eine Spannung. Diese Spannung kann nun, wie in Fig. 4 dargestellt ist, einem der beiden Haupttransformatoren zugeführt werden und wirkt sich dann als eine künstliche Erhöhung der Reaktanz beim anderen Transformator aus, also genau so wie eine diesem vorgeschaltete Drosselspule.
Man kann natürlich auch die beiden vorbeschriebenen Arten des Reihentransformators
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Schaltstellung wird die Hilfswicklung 2 in sich geschlossen und bietet daher die Möglichkeit die durch die Ausserbetriebnahme des einen Transforciators entfallenen Amperewindungen zu ergänzen, gleichgültig von welcher Seite. Gegebenenfalls ist die Verwendung eines regelbaren Widerstandes zweckmässig. Die normale Linienführung des Stromes ist durch diese Verwendung gewährleistet. Obgleich die Höhe des Ausgleichsstromes in der Ausgleichswicklung keine allzu beträchtliche sein wird, kann man diesen du-'t die entsprechende Wahl von Drosselquerschnitten in den Mittelschenkeln des Reihentransformators III oder durch andere Massnahmen noch begrenzen.
PATENTANSPRUCE E : l. Anordnung zweier parallel arbeitender Transformatoren, bei der die Primär-oder Sekundär- wicklungen der Transformatoren über einen Reihentransformator miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Reihentransformator (III) als Regeltransformator, insbesondere als Anzapftransformator, ausgeführt ist und zur willkürlichen Lastverteilung zwischen den beiden Haupttransformatoren (I und 1I) dient (Fig. 1).