CH298657A - Gleichstromvormagnetisierte, oberwellenfreie Drehstromdrosselspule für hohe Spannungen und Leistungen. - Google Patents

Description

      Gleichstromvormagnetisierte,        oberwellenfreie        Drehstromdrosselspule    für hohe Spannungen  und     Leistungen.       Die Erfindung bezieht sich auf eine gleich  stromvormagnetisierte     Drehstromdrosselspule     mit     Oberwellenkompensation.    Derartige Dros  seln sind zum Beispiel zur     Blindleistungsrege-          lung    in Wechselstromnetzen geeignet. Bei  hohen Spannungen und Leitungen stösst je  doch ihre     Ausbildung    auf erhebliche konstruk  tive Schwierigkeiten.  



  Es ist nämlich notwendig und bekannt,  eine gleichstromvormagnetisierte einphasige  Drossel aus zwei Einwegkernen aufzubauen,  die bei gleichsinnig geschalteter Wechselstrom  wicklung     entgegengeschaltete        Gleichstrom-          wieklungen    tragen. Hierdurch wird verhin  dert, dass in der     Gleichstromwicklung    eine  Wechselspannung mit Netzfrequenz auftritt  und dass im geregelten     Magnetisierungsstrom     der Drosselanordnung     geradzahlige    Harmo  nische fliessen. Im     Magnetisierungsstrom    sind  jetzt wie bei jeder eisengesättigten Drossel nur  noch     ungeradzahlige    Harmonische vorhanden.  



  Bei     Drehstromsystemen    verschwindet     in     der     Dreiphasenschaltung    dreier Doppeldros  seln auch noch die 3., 9 ... Harmonische. Da  man zur     Blindstromkompensation        sinusförmige     Ströme braucht, müssen aber auch noch die  5. und 7. Harmonischen im dreiphasigen Ma  gnetisierungsstrom kompensiert werden. Dies  wäre nach     einem    bekannten Vorschlag durch  eine Sterndreieckschaltung von     zwei    magne  tisch gleichwertigen     Drehstromsätzen    möglich.

    Man würde jedoch in diesem Falle     zur    voll  kommenen     Oberwellenkompensation   <B>2.3</B>     +   <B>2.3</B>    - 12 Einwegkerne benötigen, wenn man die       Anordnung    aus     einzelnen    vormagnetisierten  Drosseln mit je einer Wechselstrom- und  Gleichstromwicklung und je einem Einweg  kern aufbauen wollte.  



  Zur Vermeidung dieses Nachteils hat man  bereits vorgeschlagen, je drei     Einphasendros-          seln    zu einer dreiphasigen Drossel zusammen  zufassen, die     Wechselstromwicklung    gemein  sam um zwei Teilkerne zu legen und zwei       Drehstromdrosseln        teilweise    durch     ein    gemein  sames Joch zu vereinigen. Aber auch diese  Vorschläge ergeben eine konstruktiv wenig  befriedigende Lösung, da sie nicht gestatten,  dem Drosselsatz einen dem normalen Dreh  stromtransformator gleichwertigen Aufbau zu  geben.

   Vor allem wirkt sich bei hohen Span  nungen eine Aufteilung der Wechselstrom  wicklung     hochspannungstechnisch        ungünstig     aus, wodurch die Herstellungskosten und der  Raumbedarf der Anordnung vergrössert wer  den.  



  Die     Erfindung    vermeidet diese Nachteile  der bekannten bzw. bereits vorgeschlagenen  Anordnungen dadurch, dass die verschiedenen  Aufgaben der Einwegkerne in     einer        einzigen     Drosselspule mit     einem    gern mit     mindestens     drei Schenkeln vereinigt werden. Erfindungs  gemäss werden die     Vormagnetisierung    und       Oberwellenkompensation    an einem einzigen  Schenkel je Phase dieses     Kernes    vorgenom  men. Zweckmässig ist es dabei, jeden Schen  kel     kleeblattartig    in     -vier    gleiche Teile aufzu-      teilen.

   Es ergibt sich hieraus ein Gesamtauf  bau der Drossel, der konstruktiv keine grösse  ren Schwierigkeiten bereitet als der einer ge  wöhnlichen Drossel.  



       Nachstehend    wird die     Erfindung    an Hand  der in der     Zeichnung    dargestellten Beispiele  noch näher erläutert.    In     Fig.1    ist zunächst der vorstehend er  wähnte, bereits vorgeschlagene Aufbau einer  i gleichstromvormagnetisierten Drosselspule dar  gestellt, bei der zwölf Einwegkerne erforder  lich sind.

   Es bedeutet dabei in     Fig.1        Wg    die  Gleichstromwicklungen für die     Vormagneti-          sierung,    W die eigentliche     Wechselstromhoch-          spannungswicklung    der Drossel und     W1,    eine       Kurzschlusswicklimgfür    den in Stern geschal  teten Teilsatz der Drosselspule zur     Abdämp-          fung    der 3. Harmonischen. Die     Kurzschluss-          wicklung    kann dabei gleichzeitig auch als  Hilfswicklung für andere Zwecke dienen.

   Wie  man ohne weiteres erkennt, ist bei dieser An  ordnung der obere Drosselkernsatz hinsicht  lich der eigentlichen     Drosselwicklung    in Stern  und der untere in Dreieck geschaltet, so dass  eine     Oberwellenkompensation        hinsichtlich    der  5.     und    7.     .Oberwellen    in bekannter Weise er  reicht wird.  



  Gegenüber dieser komplizierten Anord  nung     bringt    die Erfindung eine wesentliche  Vereinfachung, wie sich aus dem Ausfüh  rungsbeispiel nach den     Fig.2    und 3 ergibt.  Bei diesen ist jeder Schenkel     kleeblattartig    in  die     vier    Teile     4"4'    und B, B' aufgeteilt.

   Fasst  man zunächst die Teile A, A' und B,     -B'    zu je  einer     Sehenkelhälfte    zusammen und umgibt  man diese mit     einer        Kompensations-Hilfswick-          lung        -WI"    schaltet man ferner die Wicklungen       Wk(AA')    auf den drei Schenkeln     u,   <I>v, w</I> in       Dreieek    und die     Wicklungen        Wk        (BB')    in  Stern und verbindet man diese gemäss     Fig.    5,

    so verschiebt sich der     Wechselfluss    in dem       A-Teil    des Schenkels gegen den des     B-Teils     um 30      e1.    Damit wird der     Magnetisierungs-          ström    des Kernes in bekannter Weise von- der  5. und 7. Harmonischen befreit. Eine zweite       Hilfswicklung        W,    für Gleichstrom magneti  siert jeden Schenkel vor.

   Indem der Gleich-         fluss    beispielsweise in der Schenkelhälfte A',  B' die entgegengesetzte     Richtung    wie     in    A, B  erhält, kann auch keine     geradzahlige    Harmo  nische (2., 4.     usw.)    in die     Hauptwicklung    W       hineininduziert    werden.  



  Will man für die Hilfswicklungen Zylin  derspulen verwenden, so wäre eine Aufteilung  der Hilfswicklungen nach     Fig.    3 erforderlich.  Dabei umschliessen die Gleichstromspulen je  weils     1/4    und die     Kompensationsspulen    1/2     des          Schenkelquerschnittes    oder umgekehrt. Noch  einfacher wird die     Hilfswicklung    bei Verwen  dung von Abteilungsspulen     (Fig.4).    Gleich  strom- und Kompensationsspulen liegen nicht  mehr radial übereinander, sondern axial wech  selweise um 90  versetzt übereinander und  haben alle die gleiche Form.

   Während bei  spielsweise die Gleichstromwicklungen     Wg    die  Schenkelteile A + A' und<I>B + B'</I> umfassen,  umschliessen die Kompensationswicklungen       W1;    die Teile     @l   <I>+ B</I> und<I>A' + B'.</I>  



  In beiden Schenkelhälften (A, A'     lind    B,  B') tritt eine 3.     Flussharmonisehe    auf. Bei der  nach     Fig.5    geschalteten Kompensationswick  lung würde sie nur in dem in Dreieck geschal  teten Teil unterdrückt werden, in dem in  Stern geschalteten Teil aber auftreten, Zusatz  verluste erzeugen     und        -unter        Umständen    den  Kompensationseffekt stören.

   Es ist daher       zweekmässig,    beiden Kernhälften eine Dreieck  wicklung zu geben, die durch Verbindung in  einem Punkte etwa 21 % der gesamten     Win-          dungszahl    je Phase ebenfalls eine     3011-Ver-          schiebung    der Teilflüsse hervorrufen. Bei den  in     Fig.4    dargestellten Abteilungsspulen für  die     Gleichstromwicklung    und die Kompensa  tionswicklung macht eine Parallelschaltung  der Abteilungsspulen keine Schwierigkeiten.  



  Damit ist die     vormagnetisierte    Drehstrom  drossel weitgehend mit einem     Drehstromtrans-          formator        identsieh    geworden. Die     Hochvolt-          wickhingen    entsprechen sich vollkommen,  währ     end    die Gleichstromwicklung, die an  nähernd den gleichen Betrag an     Gleichstrom-          AW,    erzeugt wie die     Hochvoltwicklung    an       Wechselstrom-AW,        spannungs-    und strom  mässig die Rolle der     Niedervoltwicklung    über  nimmt.

   Eine     Hilfswickhing    in Dreieckschal-           tung    ist ebenfalls beim Grosstransformator  üblich. Damit fügt sich die     öberwellenfreie     gleichstromvormagnetisierte Drossel konstruk  tiv den bisher üblichen     Ausführungsformen     der Transformatoren ein. Das Aufteilen der  Schenkel stellt den Konstrukteur nicht vor  eine neuartige Aufgabe, da Längs- und Quer  schlitze im Schenkel zu Lüftungszwecken und  zur Aufnahme von Kompensationswicklungen  bereits bekannt sind. Die Schenkelaufteilung  in der Schichtebene führt man zweckmässig  auch im Joch durch, während sich der Spalt  senkrecht zur Schichtebene zweckmässig auf  die Schenkel beschränkt.

   Zur magnetischen       Symmetrierung    der Schenkel ist. es zweck  mässig, das Joch nach beiden Seiten über die  Aussenschenkel hinaus zu verlängern und es  etwas zu verstärken.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gleichstromvormagnetisierte, oberwellen- freie Drehstromdrosselspule für hohe Span nungen und Leistungen, dadurch gekennzeich net, dass Vormagnetisierung und Oberwellen kompensation an einem einzigen Schenkel je Phase des Kernes mit mindestens drei Schen keln vorgenommen werden. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Drossel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zu einer Phase ge hörende Schenkel durch Längsschlitze in vier Teile aufgeteilt ist und diese Teilschenkel von Teilen der Gleichstromwicklung (Wg) <B><I>-und</I></B> von Teilen der Hilfswicklung (Wk) zur Ober wellenkompensation umschlossen sind. 2.

   Drossel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromwicklungs- teile (W.) mit wechselndem Wickelsinn die Teilschenkel einzeln umfassen, während jeder Kompensationswicklungsteil (WO immer zwei Teilschenkel mit entgegengesetzter Gleichfluss- richtung umgibt (Fig. 3). 3.

   Drossel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromwicklungs- teile und die Kompensationswicklungsteile aus formgleichen, immer zwei Teilschenkel umfas senden Abteilungsspulen bestehen, die, in Schenkelrichtung gesehen, wechselweise um 90 gegeneinander versetzt übereinanderliegen (Fig. 4). 4.

   Drossel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromwieklungs- teile paarweise mit entgegengesetztem Wickel sinn in Reihe- geschaltet sind. 5. Drossel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromwicklungs- teile der einen Phase mit denen der andern Phasen in Reihe geschaltet sind.

   6. Drössel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den einen Kern hälften gehörenden Kompensationswicklungen in Dreieck und die zu den andern Kernhälf ten gehörenden Kompensationswicklungen in Stern geschaltet sind (Fig. 5). 7. Drossel nach Unteranspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass sowohl die zu den einen Kernhälften als auch die zu den andern Kern hälften gehörigen Kompensationswicklungen in Dreieck geschaltet sind und die so entstan denen beiden Dreieckwicklungen miteinander verbunden sind. B.

   Drossel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Joch einen Schlitz aufweist, der in derselben Ebene liegt wie die Schenkelschlitze, die in der Schichtebene ver laufen.