Anlage zur Erzeugung hoher Wechselstromspannungen. Die meisten bisher bekannten Anordnun gen zur Erzielung hoher Wechselstromspan nungen haben den Nachteil, dass sie mehrere voneinander verschiedene Transformatoren benötigen, was die Herstellung verteuert, oder dann ergeben die Anordnungen sehr grosse Spannungsabfälle.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden.
Die beiliegende Zeichnung zeigt schema tisch zwei beispielsweise Ausführungsformen von Anlagen gemäss der Erfindung.
Die Anlage nach Fig. 1 besitzt drei Trans formatoren 1, 2, 3, die auf der Hochspan nungsseite je eine Spannung E, z. B. 200 kV, ergeben; die Klemmen, sowie auch die Hoch spannungswicklungen H brauchen indessen gegen den Kasten des Transformators bezw. gegen dessen Eisenkern nur für die halbe Spannung E isoliert zu sein, wenn der Mittel punkt der Hochspannungswicklung mit dem punkt der Hochspannungswicklung mit dem Kasten und dem Eisenkern verbunden wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Mittelpunkt der Wicklung H von jedem Transformator mit dem Eisenkern leitend verbunden, ebenso ein Pol der Niederspan- nungswicklung N. Jede Hochspannungs klemme hat gegenüber dem Eisenkern eine Spannung
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Die Hochspannungsklemme A kann an Erde gelegt werden.
Der vollständige Transformator 1 ist gegen Erde isoliert auf gestellt, und zwar für die Spannung
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(im vorliegenden Beispiel also 100 kV). Die Transformatoren 2 und 3 sind ebenfalls ge gen Erde isoliert für 1,5 E (300 kV) bezw. 2,5 E (500 kV). 4, 5, 6 sind miteinander ge- kuppelte Synchrongeneratoren, die auf isolie renden Sockeln gegen Erde für die gleiche Spannung isoliert aufgestellt sind wie die Transformatoren 1 bezw. 2 und 3. Jeder Ge nerator speist die Niederspannungswicklung N des entsprechenden Transformators.
Ein Motor 7 dient zum Antrieb der Synchron generatoren. 8, 9 10 sind isolierende Wellen kupplungen, deren Isolationen für die Span nungen
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und' E, und zwar die Isolation der Kupplung 8 für
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und diejenigen der Kupp- berechnet sind. hingen von 9 und 10 für Diese Kupplungen können aus Harzpapier röhren, Holz oder dergleichen bestehen. Auf diese Weise lassen sich in den verschiedenen Transformatoren Spannungen erzeugen, die unter sich in Phase sind. Die Hochspannungs wicklungen H der Transformatoren sind in Reihe geschaltet.
Die Generatoren 4, 5, 6 können auch un mittelbar am entsprechenden Transformator kasten angebaut sein. Die Spannungsregulie rung der Anlage kann durch Ändern der Er regung in einem oder mehreren Synchron generatoren erfolgen. Die ebenfalls isoliert aufgestellten Erregerregulierungswiderstände müssen von einem entsprechend isolierten Handgriff aus betätigt werden. Es können auch die Erregerregulierungswiderstände von mehreren Synchrongeneratoren durch isolie rende Kupplungen miteinander verbunden und zusammen durch einen einzigen isolier ten Handgriff gesteuert werden.
Für sehr hohe Spannungen könnte unter Umständen die Betätigung des Regulierwiderstands schalters beispielsweise auch durch kleine Zylinder mit Kolben erfolgen, welche durch eine längere Leitung aus Glasrohr, Gummi schlauch oder dergleichen, mit einer kleinen Luft- oder Ölpumpe in Verbindung stehen. Durch Einpumpen von Luft oder Öl könnten die Kolben bewegt und auf diese Art die Re- bulierungswiderstände in absolut gefahrloser Weise gesteuert werden. In ganz ähnlicher Weise liessen sich auch Steuermagnete betä tigen.
Durch Serieschaltung weiterer genau glei cher Transformatoren mit zugehörigem Wech selstromgenerator und entsprechender Isolie rung gegen Erde kann die erzeugte Spannung beliebig erhöht werden, ohne dass der prozen tuale Spannungsabfall der ganzen Anordnung grösser wird. Falls man für Sonderzwecke beide Pole von Erde isoliert haben will, lässt sich dies ebenfalls mit Leichtigkeit erreichen durch Ändern der Verbindungen der Hoch spannungsklemmen der Transformatoren.
Da die Spannungsproben, für welche die neue Anlage insbesondere bestimmt ist, in der Regel nur kurze Zeit dauern, und sowohl der Antriebsmotor 7, als auch die Wechselstrom generatoren 4, 5 und 6 jeweilen nur kurz zeitig im Betrieb sind und daher weitgehend überlastet werden können, fallen diese Ma schinen verhältnismässig klein aus. Ferner ist zu beachten, dass die Belastung der Trans formatoren meistens mit beinahe 90 vor eilendem Strome geschieht. Es ist deshalb die Möglichkeit vorhanden, durch künstliche Er höhung des Leerlaufstromes der Transforma toren, welcher 90 nacheilt, den 90 vor eilenden Belastungsstrom zum grossen Teil zu kompensieren, wodurch eine grosse Vermin derung der wattlosen Leistung der Wechsel stromgeneratoren resultiert.
Fig. 2 zeigt eine Anlage mit nur einem Transformator (1), dessen Niederspannungs wicklung N von einem Synchrongenerator 4 gespeist wird. Letzterer wird über eine iso lierende Kupplung 8 von dem Motor 7 ange trieben. Ist diese Anlage zur Erzeugung von beispielsweise 200 kV eingerichtet, so ist der Transformator und der Generator für 100 kV gegen Erde isoliert aufgestellt. Jeder Pol der Hochspannungswicklung H ist für 100 kV gegen den Kern isoliert.
Die vorgeschlagene Anlage erlaubt also in einfacher Weise, völlig betriebssicher, mit verhältnismässig kleinen Spannungsabfällen und genauer Regulierungsmöglichkeit belie big hohe Wechselstromspannungen zu errei chen - (wobei beide Pole ioliert sein kön nen, oder auch ein Pol an Erde liegen kann) - durch Serieschaltung von unter sich genau gleichen Transformatoren, deren Klemmen und Wicklungen gegen Kerne und Kasten nur für die halbe Transformatorenspannung isoliert zu werden brauchen. Infolge Gleich heit der einzelnen Transformatorenelemente können Prüfanlagen mit beliebigen Spannun gen fabrikatorisch rationell hergestellt wer den.
Bei im Betriebe sich befindlichen An lagen kann, wenn es im Laufe der Zeit die Verhältnisse erfordern, die Spannung jeder zeit in äusserst einfacher Weise erhöht wer den durch Hinzusehalten eines weiteren Gliedes.
System for generating high alternating current voltages. Most of the previously known Anordnun conditions to achieve high AC voltages have the disadvantage that they require several transformers different from each other, which makes the production expensive, or the arrangements result in very large voltage drops.
The present invention aims to avoid these disadvantages.
The accompanying drawing shows schematically two exemplary embodiments of systems according to the invention.
The system according to Fig. 1 has three transformers 1, 2, 3 Trans, the voltage on the high voltage side each a voltage E, z. B. 200 kV result; the terminals, as well as the high voltage windings H need, however, BEZW against the box of the transformer. to be insulated against its iron core only for half the voltage E when the center point of the high-voltage winding is connected to the point of the high-voltage winding with the box and the iron core. In the exemplary embodiment shown, the center point of the winding H of each transformer is conductively connected to the iron core, as is one pole of the low-voltage winding N. Each high-voltage terminal has a voltage with respect to the iron core
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The high voltage terminal A can be connected to earth.
The complete transformer 1 is isolated from earth, namely for the voltage
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(in this example 100 kV). The transformers 2 and 3 are also ge against earth isolated for 1.5 E (300 kV) respectively. 2.5 E (500 kV). 4, 5, 6 are coupled synchronous generators, which are set up isolated on isolie-generating sockets from earth for the same voltage as the transformers 1 or. 2 and 3. Each generator feeds the low-voltage winding N of the corresponding transformer.
A motor 7 is used to drive the synchronous generators. 8, 9 10 are isolating shaft couplings, their isolations for the voltages
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and 'E, namely the isolation of the coupling 8 for
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and those of the Kupp- are calculated. hung from 9 and 10 for These couplings can be made of resin paper tubes, wood or the like. In this way, voltages can be generated in the various transformers that are in phase with each other. The high-voltage windings H of the transformers are connected in series.
The generators 4, 5, 6 can also be installed directly on the corresponding transformer box. The voltage regulation of the system can be done by changing the excitation in one or more synchronous generators. The exciter regulating resistors, which are also set up in isolation, must be operated using a suitably isolated handle. The excitation regulation resistors of several synchronous generators can also be connected to one another by isolating clutches and controlled together by a single isolated handle.
For very high voltages, the actuation of the regulating resistor switch could, for example, also be done by small cylinders with pistons, which are connected to a small air or oil pump through a longer line made of glass tube, rubber hose or the like. By pumping in air or oil, the pistons could be moved and in this way the counterbalance resistors could be controlled in an absolutely safe manner. Control solenoids could also be operated in a very similar manner.
By connecting more exactly the same transformers in series with the associated alternating current generator and corresponding isolation from earth, the generated voltage can be increased as required without the percentage voltage drop of the entire arrangement increasing. If you want to have both poles isolated from earth for special purposes, this can also be achieved with ease by changing the connections of the high-voltage terminals of the transformers.
Since the voltage tests, for which the new system is particularly intended, usually only last a short time, and both the drive motor 7 and the alternating current generators 4, 5 and 6 are only in operation for a short time and can therefore be largely overloaded , these machines are comparatively small. It should also be noted that the transformers are usually loaded with almost 90 currents. There is therefore the possibility of artificially increasing the no-load current of the transformers, which lags 90, to largely compensate for the 90 leading load current, which results in a large reduction in the wattless output of the alternators.
Fig. 2 shows a system with only one transformer (1), the low-voltage winding N of a synchronous generator 4 is fed. The latter is driven by the motor 7 via an isolating clutch 8. If this system is set up to generate 200 kV, for example, the transformer and the generator for 100 kV are set up insulated from earth. Each pole of the high voltage winding H is isolated from the core for 100 kV.
The proposed system thus allows in a simple manner, completely operationally reliable, with relatively small voltage drops and more precise regulation options to reach any high AC voltages - (both poles can be ioliert, or one pole can be connected to earth) - by series connection of below transformers are exactly the same, the terminals and windings of which only need to be insulated from cores and boxes for half the transformer voltage. As a result of the equality of the individual transformer elements, test systems with any voltage can be manufactured efficiently in terms of manufacturing.
In the case of plants located in the company, if the conditions require it over time, the voltage can be increased at any time in an extremely simple manner by adding another link.