Einrichtung zur Beheizung von Drehstrom führenden Freileitungen. Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Drehstromfreileitung während ihrem Betrieb mit Gleichstrom aufzuheizen, um dem Ansetzen von Rauhreif, Schnee, Eis und dergl. an die Leitungsdrähte vorzubeu gen oder um bei bereits beschlagener Leitung ein Abschmelzen des Beschlages durchführen zu können.
Die Beheizung der Leitung mit Gleichstrom ist hinsichtlich der Kosten des Heizstromes gegenüber der Wechselstrom heizung wesentlich wirtschaftlicher, hat aber in den bisher vorgeschlagenen Ausführungen den Nachteil verhältnismässig hoher An schaffungskosten. Die an die Leitung -ange schlossenen Leistungstransformatoren müssen nicht nur für den Wechselstrom, sondern noch gleichzeitig für den zur Heizung benötigten Gleichstrom bemessen werden.
Es wurde vor geschlagen, die Zuführung des Heizstromes über Transformatoren vorzunehmen, die mit einer besonderen, nur vom Heizstrom durch- flossenen Kompensationswicklung versehen sind, um die vom Heizstrom verursachte Vor magnetisierung auf ein unschädliches Mass herabzusetzen oder überhaupt vollständig zu unterdrücken. Solche Transformatoren mit Kompensationswicklung sind jedoch ebenfalls noch kostspielige Schaltelemente und erschei nen wirtschaftlich nur tragbar, wenn sie gleichzeitig als Leistungstransformatoren in den betreffenden Werken oder Unterwerken ausgebildet werden. dürfen.
In einer derarti gen Beheizungseinrichtung wird daher stets die gesamte, zwischen den beiden Werken liegende Leitung aufgeheizt, obwohl es häufig genügen würde, nur den besonders ge fährdeten Leitungsabschnitt zu beheizen. Des weiteren ist bei bereits bestehenden Anlagen der Umbau der Transformatoren in solche mit Kompensationswicklung mit beträchtlichen Kosten verbunden oder häufig überhaupt nicht durchführbar, so dass diese Art der Lösung vorwiegend nur für neu auszulegende Netze in Frage kommen dürfte.
Die Einrichtung zur Beheizung von Dreh strom führenden Freileitungen nach der vor liegenden Erfindung vermeidet diese Unzu länglichkeiten der bisher vorgeschlagenen Lö- sungen dadurch, dass an den beiden Enden des zu heizenden Leitungsabschnittes je eine einen Sternpunkt bildende und in Zickzack geschaltete Transformatoranordnung vorge sehen ist und dass wenigstens ein als Heiz stromquelle dienender Gleichstromerzeuger mittels einer Rückleitung unmittelbar zwi schen die beiden Sternpunkte gelegt und die Zickzackschaltung in der Transformator anordnung so ausgeführt ist, dass eine un zulässig hohe Vormagnetisierung durch den eingespeisten Gleichstrom vermieden wird.
Bei dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sei bei spielsweise nur der zwischen<I>A</I> und<I>B</I> lie gende Leitungsabschnitt C aufzuheizen. Bei A möge sich ein Werk befinden, während die Stelle B auf einem beliebigen Punkt der Lei tung liegen kann. An den Enden des solcher art abgegrenzten Leitungsabschnittes ist je ein in Zickzack geschalteter Transformator T, bezw. Tb angebracht.
Der im Werk be findliche Transformator T" dient vorzugs weise gleichzeitig als Leistungstransformator und besitzt neben der Zickzackwicklung s noch die Primärwicklung p, die in an sich beliebiger Dreiphasenschaltung ausgeführt sein kann.
Der Transformator Ta mit hoch- spannungsseitiger Zickzackscha.ltung wird also nur wenig teurer als ein Transformator gleicher Leistung ohne Zickzackschaltung, da sämtliche Wicklungen einen Wechselstrom- anteil übernehmen.
Der Transformator Tb an der Leitungsstelle B wirkt jedoch nur als Sternpunkttransformator mit der Zickzack- wicklung s und benötigt nur geringe Ab messungen, da eine Primärwicklung fehlt und wechselstrommässig nur der Magnetisie- rungsstrom in den Wicklungen s fliesst. Der Sternpunkt der Wicklung s des Transforma tors Tb wird zweckmässig unmittelbar an Erde gelegt und mit den Erdseilen des Lei tungsabschnittes C verbunden.
In gleicher Weise verfährt man mit dem Sternpunkt des Transformators Ta, der jedoch über einen Gleichstromerzeuger g geerdet bezw. an die Erdseile gelegt ist. Parallel zum Generator g, der sowohl aus einem Maschinenaggregat wie auch aus einem Metalldampfgleichrichter be stehen kann, ist noch ein Überspannungsab- Leiter ü vorgesehen, dessen Aufgabe es ist, bei einem Erdschluss eines Phasenleiters zu verhindern, dass am Gleichstromerzeuger g eine unzulässig hohe Wechselspannung her vorgerufen wird, ''welche zu Beschädigungen führen könnte.
Der Heizstromkreis ist somit über die drei gleichstrommässig parallel ge schalteten Leiter der Freileitung C, die Zick- zackwicklungen s der Transformatoren T" und Tb, die Rückleitung - Erde oder Erd- seil - und über den Gleichstromerzeuger g geschlossen. Voraussetzung ist dabei, dass am ändern Ende der Leitung, d. h. an dem über B hinaus verlängerten Ende der Leitung, der angeschlossene Leistungstransformator hin sichtlich seines Nullpunktes isoliert ist.
We gen der Zickzackwicklung s in den Trans formatoren T. und Tb kann eine Gleichstrom- vormagnetisierung vollständig unterdrückt erden. Die in den Transformatoren auf der selben Säule angeordneten, in der Zeichnung untereinander eingetragenen Teilwicklungen haben hierzu eine möglichst geringe Streuung aufzuweisen. Das Gewicht und die Abmes sungen dieser Transformatoren werden ferner am geringsten, wenn auf einer Säule nur Teilwicklungen von zwei aufeinanderfolgen den Phasen angeordnet sind.
Eine Lösung, bei welcher jede Säule Wicklungen aller drei Phasen trägt, gestattet ebenfalls die Unter drückung einer Vormagnetisierung, ist aber kostspieliger. Bei zwei Phasen auf jeder Säule wird man zweckmässig von jeder Phase gleichviele Teilwicklungen aufbringen und sämtlichen Teilwicklungen auch gleiche Windungszahlen geben. Bei dem dargestell ten Ausführungsbeispiel besitzt jede Phase nur eine Teilwicklung auf einer Säule, so dass man mit einem Minimum an Wicklungs- anzapfungen auskommt.
Besonders zweckmässig ist es, den zur Einspeisung des Gleichstromes benötigten Zickzacktransformator gleichzeitig als Lei- stungstransformator auszubilden, wie dies für den Transformator T., angegeben ist. Bei einer Neuausführung dürfte dies stets die ge- eignetste Lösung darstellen, wenn der un mittelbar anschliessende Leitungsteil zusätz lich zu heizen ist.
In einer bereits bestehen den Anlage kann aber auch der Leistungs transformator belassen werden und die Ein speisung des Heizstromes in der betreffenden Station mittels eines besonderen Sternpunkt- tra.nsformators Tb erfolgen, sofern der Lei stungstransformator einen isolierten Null punkt besitzt. Der Leistungstransformator wird in diesem Fall vom Heizstrom nicht durchflossen und daher auch nicht vormagne tisiert.
Ist hingegen der zu heizende Lei tungsabschnitt von Unterwerken mit Lei stungstransformatoren auf beiden Seiten ge trennt, so können an den betreffenden Lei tungsstellen lediglich die für geringe Lei stung bemessenen iSternpunkttransformatoren angeschlossen werden, wobei dann selbst verständlich die an beiden Enden der Lei tung befindlichen Leistungstransformatoren einen isolierten Nullpunkt haben müssen. Wenigstens einer der dann normalerweise fahrbaren Sternpunkttransformatoren wird mit einer Gleichstromquelle in der beschrie benen Weise versehen, so dass die Beheizung des Abschnittes vollkommen losgelöst. von den an die Leitung angeschlossenen Unter werken stattfinden kann.
Die Gleichstrom quelle besteht in solchen Anlagen am besten aus einem Gleichrichter, dessen Wechsel stromseite unmittelbar von dem betreffenden Sternpunkttransformator selbst gespeist wird. Um eine zu hohe gleichspannungsmässige Ver lagerung der Sternpunkte in den Zickzack transformatoren zu vermeiden, ist es häufig angebracht, an jedem der beiden Enden des zu heizenden Leitungsabschnittes je einen Gleichstromerzeuger von der halben erforder lichen Gesamtspannung anzubringen und da für zu sorgen, dass beide Gleichstromerzeuger im entstehenden Heizstromkreis in Reihe ge schaltet sind.
Device for heating three-phase overhead lines. The present invention has the task of heating a three-phase overhead line with direct current during its operation in order to prevent the formation of hoarfrost, snow, ice and the like on the line wires or to be able to melt the condensation when the line is already fogged.
The heating of the line with direct current is much more economical in terms of the cost of the heating current compared to the alternating current heating, but has the disadvantage of relatively high acquisition costs in the designs proposed so far. The power transformers connected to the line must be dimensioned not only for the alternating current, but also at the same time for the direct current required for heating.
It was proposed to supply the heating current via transformers which are provided with a special compensation winding through which only the heating current flows in order to reduce the pre-magnetization caused by the heating current to a harmless level or to suppress it completely. However, such transformers with compensation windings are also still expensive switching elements and only appear economically viable if they are also designed as power transformers in the relevant works or substations. allowed to.
In such a heating device, therefore, the entire line lying between the two plants is always heated, although it would often suffice to heat only the particularly endangered line section. Furthermore, in existing systems, converting the transformers to ones with compensation windings is associated with considerable costs or is often not feasible at all, so that this type of solution should primarily only be considered for networks to be newly designed.
The device for heating overhead lines carrying three-phase current according to the present invention avoids these inadequacies of the previously proposed solutions in that a transformer arrangement, which forms a star point and is connected in zigzag, is provided at the two ends of the line section to be heated and that At least one direct current generator serving as a heating power source is placed directly between the two star points by means of a return line and the zigzag circuit in the transformer arrangement is designed so that an impermissibly high bias due to the direct current fed in is avoided.
In the exemplary embodiment shown schematically in the drawing, for example only the line section C located between <I> A </I> and <I> B </I> is to be heated. At A there may be a work, while point B can be at any point on the line. At the ends of such a delimited line section is a zigzag connected transformer T, respectively. Tb attached.
The transformer T "located in the factory is preferably used at the same time as a power transformer and, in addition to the zigzag winding s, also has the primary winding p, which can be implemented in any three-phase circuit.
The transformer Ta with zigzag circuit on the high voltage side is only slightly more expensive than a transformer of the same power without zigzag circuit, since all windings take on an alternating current component.
The transformer Tb at line point B, however, only acts as a star-point transformer with the zigzag winding s and requires only small dimensions, since there is no primary winding and only the magnetizing current flows in the windings s in terms of alternating current. The star point of the winding s of the transformer Tb is conveniently placed directly on earth and connected to the earth wires of the line section C.
The same procedure is followed with the neutral point of the transformer Ta, which, however, is grounded or grounded via a DC generator g. is attached to the earth ropes. Parallel to the generator g, which can consist of both a machine unit and a metal vapor rectifier, an overvoltage arrester ü is provided, whose task it is to prevent an unacceptably high alternating voltage on the DC generator g in the event of a ground fault in a phase conductor is called, '' which could lead to damage.
The heating circuit is thus closed via the three direct current parallel-connected conductors of the overhead line C, the zigzag windings s of the transformers T ″ and Tb, the return line - earth or earth wire - and via the direct current generator g change the end of the line, ie at the end of the line that is extended beyond B, the connected power transformer is isolated in terms of its zero point.
Because of the zigzag winding s in the transformers T. and Tb, direct current bias can be completely suppressed. The partial windings that are arranged in the transformers on the same column and shown below one another in the drawing must have the lowest possible scatter for this purpose. The weight and dimensions of these transformers are also lowest if only partial windings of two successive phases are arranged on a column.
A solution in which each column carries windings of all three phases also allows the suppression of bias, but is more expensive. If there are two phases on each column, it is advisable to apply the same number of partial windings from each phase and to give all partial windings the same number of turns. In the illustrated embodiment, each phase has only one partial winding on a column, so that a minimum of winding taps is required.
It is particularly expedient to design the zigzag transformer required for feeding in the direct current at the same time as a power transformer, as is indicated for the transformer T. In the case of a new version, this should always be the most suitable solution if the immediately adjoining part of the pipe needs additional heating.
In an existing system, however, the power transformer can also be left and the heating current can be fed into the relevant station by means of a special star-point transformer Tb, provided the power transformer has an isolated zero point. In this case, the heating current does not flow through the power transformer and is therefore not pre-magnetized.
If, on the other hand, the line section to be heated is separated from substations with power transformers on both sides, then only the low-power transformers rated for low power can be connected to the relevant line points, with the power transformers located at both ends of the line then of course being one must have isolated zero point. At least one of the then normally mobile neutral point transformers is provided with a direct current source in the manner described, so that the heating of the section is completely detached. can take place from the substations connected to the line.
In such systems, the direct current source is best made up of a rectifier, the alternating current side of which is fed directly by the relevant neutral point transformer itself. In order to avoid too high a direct voltage displacement of the star points in the zigzag transformers, it is often advisable to attach a direct current generator of half the required total voltage to each of the two ends of the line section to be heated and to ensure that both direct current generators are connected resulting heating circuit are connected in series.