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Drosselspule zur Begrenzung der Stromstärke zwischen den Regelkontakten während der Regelung von Transformatoren unter Last
Die Regelung von Leistungstransformatoren unter Last erfolgt in den meisten Fällen durch Begrenzung des Kurzschlussstromes zwischen zwei benachbarten Regelkontakten über eine Impedanz. Diese Impe- danz kann aus einem einfachen Widerstand bestehen. Damit der Widerstand nicht übermässig gross wird, muss in diesem Falle die Regelung ausserordentlich rasch erfolgen, u. zw. in Zeitspannen in der Grössen- ordnung von Bruchteilen von Sekunden. Zu diesem Zwecke wird das sogenannte Jansensystem angewen- det, das jedoch den Nachteil besitzt, einen sehr komplizierten und aufwendigen mechanischen Aufbau aufzuweisen.
Die Impedanz zur Begrenzung der Stromstärke kann auch aus einer Drosselspule in Reihen- schaltungmit einem Widerstand oder nur aus einer Drosselspule bestehen. In diesem Falle kann die Rege- lung langsamer erfolgen, und der Mechanismus ist einfacher und weniger störungsanfällig. Solche Anord- nungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass Drosselspulen teuer in der Anschaffung sind und dass ausser- dem das Raumprofil des Transformators, in dessen Kessel die Drosselspulen eingebaut werden, vergrössert wird.
Es sind Regelungsverfahren bekannt, bei denen die Drosselspule aus parallelgeschalteten Spulen besteht, die auf den Transformatorkern selbst angebracht sind. Manchmal sind diese Spulen ein Teil der Regelwicklung selbst. Die Stromabnehmer befinden sich in Betriebsstellung auf je einem der Regelkontakte.
Üblicherweise werden diese Spulen nebeneinander an einem Ende der Wicklung angebracht. Da jedoch in diesem Falle die beiden Spulen gegeneinander einen hohen magnetischen Kopplungsfaktor aufweisen, ist die entstehende Reaktanz verhältnismässig gering, was eine Vergrösserung der Spulen erforderlich macht. Dies hat jedoch verschiedene Nachteile zur Folge, unter anderem die Entfernung der Regelung vom neutralen Punkt.
Es sind auch Drosselspulen bekannt, welche aus Spulen des Transformators selbst bestehen und von je einer Hälfte des magnetischen Flusses einer Phase durchflossen werden. In diesem Falle werden die Spulen auf den äusseren Schenkeln (bei einphasigen Manteltransformatoren) oder auf den beiden Teilen eines durch eine Öffnung geteilten Schenkels angebracht. Die Reaktanz des von den beiden Spulen gebildeten Systems steigt durch diese Anordnung beträchtlich. Im Falle von Hochspannungs-und Hochlei- tungstransformatoren mit nicht geerdetem Nullpunkt weist die Anwendung dieses Systems jedoch den Nachteil auf, dass die beiden Spulen schwer gegen den Kern zu isolieren sind.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Drosselspule zur Begrenzung der Stromstärke zwischen den Regelkontakten während der Regelung von Transformatoren unter Last, welche aus zwei parallelgeschalteten Spulen der Regelwicklung des Transformators besteht, und sucht die oben angeführten Nachteile zu vermeiden.
Dies wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, dass die Regelwicklung des Transformators in an sich bekannter Weise einen von den übrigen Wicklungen getrennten Zylinder bildet und die beiden die Drosselspule bildenden Spulen an je einem Ende des von der Regelwicklung gebildeten Zylinders montiert sind.
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Die erfindungsgemässe Drosselspule bietet den Vorteil, dass sie bei einer gegebenen Windungsanzahl eine verhältnismässig hohe Reaktanz -aufweist und, da sie aus den Spulen des Transformators selbst be- steht, der Preis des Transformators nicht erhöht wird, was bei Verwendung einer gesonderten Drosselspule der Fall wäre. Die erfindungsgemässe Drosselspule fordert auch keine Sonderausführung des Kerns.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Drosselspule schematisch dargestellt.
Die Drosselspule besteht aus zwei parallelgeschalteten Spulen 3 und 4, wobei jede vom ganzen Fluss einer Transformatorph se durchflossen wird. Die beiden Spulen werden jedoch nicht nebeneinander angeordnet, sondern an je einem Ende eines Schenkels. In dieser Weise wird die Reaktanz des von den beiden Spulen gebildeten Systems, welche die Begrenzung des Stromes zwischen den beiden Regelkontakten bewirkt, beträchtlich erhöht.
Erfolgt die Regelung an einer aus einem einzigen Zylinder bestehenden Wicklung, so führt die Anbringung der Spulen an den beiden Enden zur Vergrösserung des Isolationsraumes an beiden Enden des Schenkels und demzufolge zur Verteuerung des Transformators. Deshalb wird gemäss der Erfindung eine einzige Wicklung 1 verwendet, deren Regelteil einen abgesonderten Zylinder 2 bildet, während die beiden Spulen 3 und 4 an je einem Ende der Regelwicklung angebracht werden. Dadurch entstehen keine relativ hohen Spannungen zwischen jeder der Spulen 3 und 4 und dem Rest der Regelwicklung. Mit 5 sind die Regelkontakte und mit 6 die Bürsten bezeichnet.
Die erfindungsgemässe Anordnung ist auch vorteilhaft, wenn die übrigen Wicklungen 7 des Transformators zwischen den beiden die Wicklung 1 bildenden Zylindern, also an Stelle der Zwischenwicklung, angeordnet sind. In diesem Falle kann durch entsprechende Bemessung der Spulen 3 und 4 die dem Transformator vorgeschriebene Kurzschlussspannung auch bei preisgünstigen Konstruktionen erzielt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Drosselspule zur Begrenzung der Stromstärke zwischen den Regelkontakten während der Regelung von Transformatoren unter Last, bestehend aus zwei parallelgeschalteten Spulen der Regelwicklung des Transformators, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelwicklung (2) des Transformators in an sich be- kannterWeise einen von den übrigen Wicklungen getrennten Zylinder bildet und die beiden die Drosselspule bildenden Spulen (3, 4) an je einem Ende des von der Regelwicklung (2) gebildeten Zylinders montiert sind.
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Choke coil to limit the amperage between the control contacts when regulating transformers under load
In most cases, power transformers are controlled under load by limiting the short-circuit current between two adjacent control contacts via an impedance. This impedance can consist of a simple resistance. So that the resistance does not become excessively great, the regulation must take place extremely quickly in this case, and between time spans in the order of fractions of a second. The so-called Jansystem is used for this purpose, but it has the disadvantage of having a very complicated and expensive mechanical structure.
The impedance for limiting the current intensity can also consist of a choke coil connected in series with a resistor or just a choke coil. In this case the regulation can take place more slowly and the mechanism is simpler and less prone to failure. Such arrangements, however, have the disadvantage that choke coils are expensive to purchase and that, in addition, the spatial profile of the transformer in whose tank the choke coils are installed is increased.
Control methods are known in which the choke coil consists of coils connected in parallel which are attached to the transformer core itself. Sometimes these coils are part of the control winding itself. The current collectors are in the operating position on each of the control contacts.
Usually these coils are placed side by side at one end of the winding. However, since in this case the two coils have a high magnetic coupling factor with respect to one another, the resulting reactance is comparatively low, which makes it necessary to enlarge the coils. However, this has various disadvantages as a result, including the removal of the control from the neutral point.
Choke coils are also known, which consist of coils of the transformer itself and are each traversed by half of the magnetic flux of a phase. In this case, the coils are attached to the outer legs (in the case of single-phase jacketed transformers) or to both parts of a leg divided by an opening. The reactance of the system formed by the two coils increases considerably as a result of this arrangement. In the case of high-voltage and high-power transformers with a non-grounded zero point, however, the use of this system has the disadvantage that the two coils are difficult to isolate from the core.
The invention now relates to a choke coil for limiting the current between the control contacts during the control of transformers under load, which consists of two parallel-connected coils of the control winding of the transformer, and seeks to avoid the above-mentioned disadvantages.
According to the invention, this is essentially achieved in that the control winding of the transformer forms a cylinder separate from the other windings in a manner known per se and the two coils forming the choke coil are each mounted on one end of the cylinder formed by the control winding.
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The choke coil according to the invention offers the advantage that it has a relatively high reactance for a given number of turns and, since it consists of the coils of the transformer itself, the price of the transformer is not increased, which would be the case if a separate choke coil were used . The choke coil according to the invention also does not require a special design of the core.
An exemplary embodiment of the choke coil according to the invention is shown schematically in the drawing.
The choke coil consists of two coils 3 and 4 connected in parallel, each of which is traversed by the entire flux of a transformer phase. However, the two coils are not arranged next to each other, but at one end of each leg. In this way, the reactance of the system formed by the two coils, which limits the current between the two regulating contacts, is increased considerably.
If the regulation is carried out on a winding consisting of a single cylinder, the attachment of the coils at both ends leads to an increase in the insulation space at both ends of the leg and consequently to the cost of the transformer. Therefore, according to the invention, a single winding 1 is used, the control part of which forms a separate cylinder 2, while the two coils 3 and 4 are each attached to one end of the control winding. This prevents relatively high voltages between each of the coils 3 and 4 and the rest of the control winding. 5 with the control contacts and 6 with the brushes.
The arrangement according to the invention is also advantageous if the remaining windings 7 of the transformer are arranged between the two cylinders forming the winding 1, that is, instead of the intermediate winding. In this case, by appropriately dimensioning the coils 3 and 4, the short-circuit voltage prescribed for the transformer can be achieved even with inexpensive constructions.
PATENT CLAIMS:
1. Choke coil to limit the amperage between the control contacts during the control of transformers under load, consisting of two parallel-connected coils of the control winding of the transformer, characterized in that the control winding (2) of the transformer is one of the other windings in a known manner forms separate cylinder and the two coils (3, 4) forming the choke coil are each mounted on one end of the cylinder formed by the control winding (2).