<Desc/Clms Page number 1>
Erdschlussdrosselspule für grosse Einstellbereiche der Stromstärke mittels kurzschliessbarer Hilfswicklungen
Die Erfindung betrifft eine Erdschlussdrosselspule für elektrische Anlageteile mit einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Einstellbereichen zwischen einem grössten und kleinsten Wert der Stromstärke, deren Magnetkern als Manteltype mit einem Hauptschenkel und mindestens zwei Rückschlussschenkeln ausgeführt ist.
Bekanntlich werden Erdschlussdrosselspulen für eine bestimmte Nennspannung und Nennfrequenz sowie für einen bestimmten Einstellbereich des Stromes ausgelegt ; unter Einstellbereich des Stromes versteht man das Verhältnis von grösstem Strom (Nennstrom der Erdschlussdrosselspule) zu kleinstem Strom.
Es sind bislang Erdschlussdrosselspulen bekanntgeworden, bei denen entweder durch Verkleinern des Luftspaltes oder durch Zuschalten von Windungen der Drossel ein erwünschter Einstellbereich des Stromes erreicht wird. Bei Erdschlussdrosselspulen, deren Induktivität durch Zuschalten von Windungen vergrössert wird, darf der Einstellbereich zwischen dem grössten und kleinsten Wert der Stromstärke ein Verhältnis von etwa 2, 5 : 1 bis 2 : 1 nicht überschreiten, da die vorgeschriebene Spannungsbegrenzung durch Eisen-
EMI1.1
:strom ; bei einem Einstellbereich von 2 : 1 sinkt die Induktion auf einen Wert von etwa 70% der Nenninduktion.
Ferner ist eine Erdschlussspule bekannt, die einen zweisäuligen Magnetkern besitzt und deren Windungszahl über einen Regelschalter veränderbar ist. Um bei jeder Einstellung der Erdschlussspule den Magnetkern mindestens angenähert zu sättigen, ist an den mit den Windungen der Erdschlussspule versehenen Kernsäulen eine kurzschliessbare Hilfswicklung angeordnet. Bei der bekannten Erdschlussspule werden zur Verminderung des wirksamen Eisenquerschnittes Teile der Hilfswicklung durch den Querschnitt der Blechpakete geführt ; hiezu dienen aus Kupfer bestehende gegenüber dem Magnetkern isolierte Bolzen, die die geschichteten Blechpakete zusammenpressen und die in entsprechender Weise elektrisch verbunden sind.
Nach dem Kurzschliessen der Hilfswicklung steht der von den Pressbolzen umschlossene Teil des Säulenquerschnittes für den Flussdurchgang nicht mehr zur Verfügung. Beim Regeln der bekannten Erdschlussspule ist nur ein beschränkter Bereich zwischen einem grössten und kleinsten Wert der Stromstärke einstellbar, da die Ausgestaltung der Hilfswicklung mittels Kupferbolzen nur im beschränkten Masse möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erdschlussdrosselspule für elektrische Anlageteile derart auszubilden, dass trotz Erweiterung des Einstellbereiches der Stromstärke über die genannten Werte eine ausreichende Spannungsbegrenzung durch Eisensättigung bestehen bleibt.
Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäss die Erdschlussdrosselspule für elektrische Anlageteile der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Hauptschenkel die Hauptwicklung mit Anzapfungen angeordnet ist, und dass ein unbewickelter und ein oder mehrere weitere Rückschlussschenkel mit je einer Hilfswicklung vorgesehen sind, die kurzschliessbar ist, um ohne Unterschreitung einervorgegebenen Mindestinduktion einen gewünschten Einstellbereich der Stromstärke zu erzielen.
<Desc/Clms Page number 2>
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind der unbewickelte und der bzw. die bewickelten Rückschlussschenkel mit verschieden grossen Eisenquerschnitten. ausgeführt.
Als vorteilhafte Anordnung besitzen die auf verschiedenen Rückschlussschenkeln angeordneten Hilfswicklungen verschiedene Windungszahlen.
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Erfindung sei nachstehend bemerkt :
Als Manteltype wird die Erdschlussdrosselspule mit mindestens zwei Rückschlussschenkeln ausgeführt, die als Rückschlusswege für den magnetischen Fluss dienen und die bis auf einen je eine Hilfswicklung besitzen, die kurzgeschlossen werden kann. Bei einem Betrieb der Erdschlussdrosselspule mit nicht kurzgeschlossenen Hilfswicklungen teilt sich der Hauptfluss auf die Rückflussschenkel im Verhältnis ihrer magnetischen Leitwerte auf. Innerhalb eines bestimmten Einstellbereiches kann die Stromstärke durch die Änderung der wirksamen Windungszahl der Hauptwicklung verändert werden, nämlich soweit die magnetische Induktion im Magnetkern einen noch zulässigen Wert nicht unterschreitet.
Durch die Kurzschliessung einer Hilfswicklung wird eine magnetische Beeinflussung der Aufteilung des Gesamtflusses auf die magnetischen Rückschlüsse erzielt. In dem Rückschlussschenkel mit der kurzgeschlossenen Hilfswicklung ist der magnetische Fluss weitestgehend unterdrückt, so dass der überwiegende Teil des Gesamtflusses nun über die restlichen Rückschlussschenkel geführt ist, in denen dadurch die magnetische Induktion ansteigt.
Durch diese vorteilhafte Wirkung der kurzgeschlossenen Hilfswicklung ist es möglich, den Einstellbereich der Stromstärke zu vergrössern, ohne dass die magnetische Induktion im unbewickeltenRück- schlussschenkel und in den Rückschlussschenkeln mit offener Hilfswicklung einen Mindestwert, nämlich den etwa 0,'7fachen Wert der Nenninduktion bei einer Nennspannung der Drossel von 110 kV und darüber, bzw. den etwa 0,63fachen Wert bei einer Nennspannung unter 110 kV unterschreitet, womit eine. aus- reichende Eisensättigung im magnetischen Kreis und eine damit verbundene Spannungsbegrenzung erreicht wird.
Die Windungszahl der Hilfswicklung ist so klein als möglich zu bemessen, damit die induzierte Spannung bei offener Wicklung nicht zu gross wird ; anderseits jedoch ist zu berücksichtigen, dass sich bei kurzgeschlossener Hilfswicklung und zu geringer Windungszahl ein zu grosser Strom ergibt.
Für einen Einstellbereich der Stromstärke im Verhältnis z. B. von 4 : 1 ist die Erdschlussdrosselspule zweckmässig mit zwei Rückschlussschenkeln derart ausgebildet, dass der Eisenquerschnitt de Rückschlussschenkels ohne Hilfswicklung etwa 70% des Eisenquerschnittes des Hauptschenkels beträgt, während der Eisenquerschnitt des mit einer Hilfswicklung versehenen Rückschlussschenkels die Grösse von etwa 30% des Eisenquerschnittes des Hauptschenkels besitzt.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Erdschlussdrosselspule für diesen Einstellbereich schematisch wiedergegeben, die Nennspannung der Erdschlussdrosselspule sei mit 11ú kV oder darüber festgelegt.
EMI2.1
Grenzen mittels eines Umschalters 2 verändert werden kann, auf dem Hauptschenkel 3 eines als Manteltype ausgeführten Magnetkernes 4, der zwei Rückschlussschenkel 5,6 besitzt, deren Kraftlinienwege etwa gleich lang sind, der unbewickelte 5 und der bewickelte Rückschlussschenkel 6 besitzen verschieden grosse Eisenquerschnitte QRüI'QRün' QRÜI = 0, 707 TQRÜI + QRÜII) = 0, 707 QH- Hiebei bedeutet QH den Eisenquerschnitt des. Hauptschenkels der Erdschlussdrosselspule.
Auf dem Rückschlussschenkel 6 mit dem kleineren Eisenquerschnitt QMTT befindet sich eine kurzschliessbare Hilfswicklung 7.
Wie die Fig. 1 zeigt, stehen dem magnetischen Fluss 8, in unterbrochenen Linien dargestellt, bei nicht kurzgeschlossener Hilfswicklung 7 beide Rückschlussschenkel 5,6 zur Verfügung. Im Einstellbereich von Nennstrom bis auf halben Nennstrom sinkt die magnetische Induktion BRü in den beiden Rückschlussschenkeln 5,6 auf etwa 70%, wenn die Windungszahl w der Hauptwicklung um 41, 4% erhöht wird.
EMI2.2
<tb>
<tb>
Jmax <SEP> = <SEP> Nenn. <SEP> B <SEP> = <SEP> 100% <SEP> B <SEP> nn. <SEP> w <SEP> = <SEP> 100% <SEP>
<tb> Jmin <SEP> = <SEP> OJNenn. <SEP> BRü <SEP> = <SEP> 70,7% <SEP> BNenn, <SEP> w=141%
<tb>
Nach der Fige2 sind die Enden der am Rückschlussschenkel 6 angeordneten Hilfswicklung 7 über einen Schalter 9 kurzgeschlossen. Hiedurch steigt die magnetische Induktion BRüI im unbewickelten
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
des Hauptschenkels hat. Bei weiterem Zuschalten von Hauptwicklungswindungen mittels des Umschalters 2 fällt die magnetische Induktion im unbewickelten Rückschlussschenkel 5 für eine Stromstärke, die den vierten Teil seines Nennwertes der Erdschlussdrosselspule beträgt, wieder auf den zulässigen Wert ab.
EMI3.2
<tb>
<tb>
Jmax <SEP> = <SEP> 0,5 <SEP> . <SEP> JNenn, <SEP> BRüI=100%BNenn,w=141%
<tb> Jmin=0,25, <SEP> JNenn,BRüI=70,7%BNenn,w=200%
<tb>
Es sei bemerkt, dass Erdschlussdrosselspulen gemäss der Erfindung auch mit gleichgrossen Eisenquerschnitten der Rückschlussschenkel ausführbar sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Erdschlussdrosselspule für elektrische Anlageteile mit einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Einstellbereichen zwischen einem grössten und kleinsten Wert der Stromstärke, deren Magnetkern als Manteltype mit einem Hauptschenkel und mindestens zwei Rückschlussschenkeln ausgeführt ist, da-
EMI3.3
ordnet ist, und dass ein unbewickelter und ein oder mehrere weitere Rückschlussschenkel mit je einer Hilfswicklung vorgesehen sind, die kurzschliessbar ist, um ohne Unterschreitung einer vorgegebenen Mindestinduktion einen gewünschten Einstellbereich der Stromstärke zu erzielen.