CH662679A5 - TRANSFORMER WITH PRIMARY DEVELOPMENT, SECOND DEVELOPMENT AND IRON CORE. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Transformator mit Primärwicklung, Sekundärwicklung und Eisenkern zur pausenlosen Energieversorgung. The invention relates to a transformer with primary winding, secondary winding and iron core for non-stop energy supply.
In den vergangenen Jahren erweiterte sich der Kreis der eine pausenlose Stromversorgung beanspruchenden Anlagen im erhöhten Mass. Als solche Anlagen sollen z.B. die elektronischen Rechenanlagen, die Steuer und Regeleinrichtungen, der verschiedenen einen kontinuierlichen Betrieb beanspruchenden Technologien, die Peilstationen auf den Flugplätzen, Operationssäle in Krankenhäusern, sowie spezielle sanitäre Einrichtungen, wie z.B. eiserne Lungen erwähnt werden. In recent years, the circle of systems that require a non-stop power supply has increased to an increasing extent. As such systems, e.g. the electronic computing systems, the control and regulating devices, the various technologies that require continuous operation, the direction finding stations on the airfields, operating theaters in hospitals, and special sanitary facilities, e.g. iron lungs are mentioned.
Diese Verbraucher beanspruchen im allgemeinen eine normale Ein- oder Dreiphasen-Wechselspannung mit 50 Hz Frequenz. These consumers generally require a normal single or three-phase AC voltage with a frequency of 50 Hz.
Unter einer pausenlosen Energieversorgung sollte verstanden werden, dass die Verbraucher bloss einen nur einige ms lang dauernden Spannungsausfall zu ertragen fähig sind. Ein eine längere Zeitspanne dauernder Spannungsausfall kann schon zu ernsten Störungen, ja sogar zu einem kompletten Stillstand führen. A non-stop power supply should be understood to mean that the consumers are only able to endure a power failure lasting only a few ms. A power failure that lasts for a longer period of time can lead to serious malfunctions, even to a complete standstill.
Zur Sicherstellung einer pausenlosen Energieversorgung wurden bereits zahlreiche Lösungen zur Energiespeicherung vorgeschlagen, wobei das mit einem statischen Wechselrichter arbeitende System als die beste Lösung angesehen werden kann. Diese Lösung sieht das Gleichrichten einer Wechselspannung und das Aufladen einer Akkumulatorbatterie vor, wonach die vom Akkumulator gelieferte Spannung mit einem Wechselrichter in Wechselspannung umgewandelt wird und deren Klemmen dem eine pausenlose Energieversorgung beanspruchenden Verbraucher angeschlossen werden. To ensure a non-stop energy supply, numerous solutions for energy storage have already been proposed, with the system working with a static inverter being the best solution. This solution provides for rectifying an alternating voltage and charging an accumulator battery, after which the voltage supplied by the accumulator is converted into alternating voltage with an inverter and the terminals of which are connected to the consumer which requires a non-stop energy supply.
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Investi-tions- und Betriebskosten äusserst hoch sind. Ferner ist infolge der unvermeidlichen örtlichen Energiespeicherung eine Akkumulatorbatterie mit einer entsprechenden Kapazität unerläss-lich. Wie es bekannt ist, weist die Akkumulatorbatterie einen äusserst schlechten Wirkungsgrad auf, erfordert viel Wartung, wobei die Lebensdauer der Batterie trotzdem kurz bleibt. Die mit dem Akkumulator verbundenen Kosten gestalten sich erst dann wirtschaftlich, wenn auch ansonsten — z.B. zu Schutzzwecken — Gleichspannung beansprucht wird. The disadvantage of this solution is that the investment and operating costs are extremely high. Furthermore, due to the inevitable local energy storage, an accumulator battery with an appropriate capacity is essential. As is known, the battery has an extremely poor efficiency, requires a lot of maintenance, but the life of the battery remains short. The costs associated with the accumulator are only economical if they are otherwise - e.g. for protection purposes - DC voltage is claimed.
Auch die Investitionskosten eines Wechselrichters sind äusserst hoch. So z.B. erreichen die Kosten für einen Wechselrichter mit einer Leistung von einigen 10 kW die Grössenordnung von 1,000 000.- Ft. Die hohen Kosten werden einerseits durch den hohen Preis der Bestandteile der Leistungselektronik, anderseits durch die hohen Entwicklungskosten der individuell zu verfertigenden Apparate motiviert, so dass mit einer Kostensenkung in der nahen Zukunft kaum gerechnet werden kann. The investment costs of an inverter are also extremely high. So e.g. the costs for an inverter with an output of a few 10 kW reach the order of 1,000,000 Ft. The high costs are motivated on the one hand by the high price of the components of the power electronics, and on the other hand by the high development costs of the individually manufactured devices, so that a cost reduction can hardly be expected in the near future.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, zur pausenlosen kontinuierlichen Energieversorgung einen Transformator vorzuschlagen, der unter Weglassung des Energiespeichersystems die Energieversorgung so sicherstellt, dass bei reduzierten Kosten die Qualität der Energieversorgung verbessert wird. The aim of the invention is to propose a transformer for non-stop continuous energy supply which, while omitting the energy storage system, ensures the energy supply in such a way that the quality of the energy supply is improved at reduced costs.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei grösseren Verbrauchern in der Mehrheit der Fälle voneinander unabhängige Wechselspannungsquellen — aber von gleicher Phase — zur Verfügung stehen. Es sollte ein Transformator zustandegebracht werden, der als pausenlos arbeitende Sicherheits-Reser-vestromquelle mit Erfolg verwendet werden kann. The invention is based on the knowledge that, in the majority of cases, larger AC consumers have independent AC voltage sources - but of the same phase - available. A transformer should be created that can be successfully used as a non-stop security reserve power source.
Der erfindungsgemässe Transformator enthält Primärwicklung und Sekundärwicklung und Eisenkern. The transformer according to the invention contains primary winding and secondary winding and iron core.
Das Wesentliche des erfindungsgemässen Transformators liegt darin, dass der Transformator zur pausenlosen Energieversorgung der der Sekundärseite angeschlossenen Verbraucher mit wenigstens einem Eisenkern, mindestens zwei Primärwicklungen und mindestens einer Sekundärwicklung versehen ist, wobei die Primärwicklungen voneinander und der Sekundärwicklung galvanisch getrennt sind. The essence of the transformer according to the invention is that the transformer is provided with at least one iron core, at least two primary windings and at least one secondary winding for the non-stop power supply of the consumers connected to the secondary side, the primary windings being galvanically separated from one another and the secondary winding.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Transformators kann darin bestehen, dass alle Wicklungen auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet sind. An advantageous embodiment of the transformer according to the invention can consist in that all windings are arranged on a common iron core.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der-erfindungsgemässen Lösung sind die Primärwicklungen auf separaten Eisenkernen angeordnet, wobei je einer Primärwicklung mindestens eine Sekundärwicklung angeschlossen ist und die sich gleichen Verbrauchern anschliessenden Sekundärwicklungen parallel geschaltet sind. In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the primary windings are arranged on separate iron cores, with at least one secondary winding being connected to each primary winding and the secondary windings connecting the same consumers being connected in parallel.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Transformators ist je ein Schaltkontakt eines Schalters mit den Primärwicklungen in Serie geschaltet, welche Schalter mit den Ausgängen von je mittels eines Steuerstromkreises angetriebenen Leistungsverstärkern verbunden sind. Die Eingänge der erwähnten Steuerstromkreise sind mit den Ausgängen der sich in den Primärstromkreisen befindenden Spannungsabfallgrenzschalter, sowie mit den Ausgängen des den Asynchronzustand der beiden Primärnetze wahrnehmenden Detektorstromkreises verbunden, wobei die Eingänge des Detektorstromkreises mit den Ausgängen der Primär- und Sekundärwicklungen verbunden sind. In a further advantageous embodiment of the transformer according to the invention, one switch contact of a switch is connected in series with the primary windings, which switches are connected to the outputs of power amplifiers each driven by a control circuit. The inputs of the control circuits mentioned are connected to the outputs of the voltage drop limit switches located in the primary circuits and to the outputs of the detector circuit which detects the asynchronous state of the two primary networks, the inputs of the detector circuit being connected to the outputs of the primary and secondary windings.
Der erfindungsgemässe Transformator wird anhand einiger vorteilhafter Ausführungsbeispiele, mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen: The transformer according to the invention is explained in more detail with the aid of some advantageous exemplary embodiments and with the aid of the accompanying drawings; show it:
Fig. 1 die schematische Darstellung einer möglichen Ausführung des erfindungsgemässen Transformators, 1 is a schematic representation of a possible embodiment of the transformer according to the invention,
Fig. 2 eine weitere Ausführung des erfindungsgemässen Transformators, 2 shows a further embodiment of the transformer according to the invention,
Fig. 3 den erfindungsgemässen Transformator mit den daran anschliessenden Elementen, 3 shows the transformer according to the invention with the elements connected to it,
Fig. 4 die Steuereinheit des erfindungsgemässen Transformators. Fig. 4 shows the control unit of the transformer according to the invention.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform sind zwei In the embodiment shown in Fig. 1 there are two
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Primärwicklungen 1 und 2, sowie die Sekundärwicklung 4 auf einem gemeinsamen Eisenkern 3 — voneinandeer galvanisch getrennt — angeordnet. Primary windings 1 and 2, as well as the secondary winding 4 on a common iron core 3 - galvanically isolated from each other - arranged.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sind die zwei Primärwicklungen 1, 2 an separaten Eisenkernen 3 und 3' angeordnet, während die den gleichen Verbrauchern angeschlossenen Sekundärwicklungen 4 und 4' miteinander parallel geschaltet sind. In the embodiment shown in FIG. 2, the two primary windings 1, 2 are arranged on separate iron cores 3 and 3 ', while the secondary windings 4 and 4' connected to the same consumers are connected in parallel with one another.
Angenommen, dass der Synchronzustand der Speisespannungen gewährleistet ist, wird die Energieversorgung des Verbrauchers 17 (siehe Fig. 3) von den Primärwicklungen an einem Verhältnis von 50%-50% sichergestellt. Assuming that the synchronous state of the supply voltages is guaranteed, the energy supply to the consumer 17 (see FIG. 3) is ensured by the primary windings at a ratio of 50% -50%.
Die Möglichkeit einer einfachen dauerhaften Speisung berücksichtigend, wenn z.B. die eine Primärspannung Upi ausfällt, scheint es zweckmässig die Primärwicklungen 1, 2 und die Sekundärwicklungen 4 auf gleiche Leistungen zu dimensionieren. Taking into account the possibility of a simple permanent supply, e.g. if the one primary voltage Upi fails, it seems appropriate to dimension the primary windings 1, 2 and the secondary windings 4 to the same powers.
Bei einer doppelten Speisung, d.h. bei einem Normalbetrieb des erfindungsgemässen Transformators sind die Primärwicklungen nicht vollkommen ausgelastet. Ihre Erwärmungsreserve lässt einen Strom mit dauerhafter Blindleistung oder wirksamer Leistung in einer gewissen beschränkten Grösse zu, der sich aus der Synchrondifferenz der beiden Systeme ergibt, d.h. die beiden Primärspannungen resultieren aus der Differenz der Spannung und des Phasenwinkels. With a double supply, i.e. during normal operation of the transformer according to the invention, the primary windings are not fully utilized. Their heating reserve allows a current with permanent reactive power or effective power of a certain limited size, which results from the synchronous difference between the two systems, i.e. the two primary voltages result from the difference between the voltage and the phase angle.
In der Fig. 1 ist der den Gegenstand der Erfindung bildende Transformator mit den drei Wicklungen dargestellt; wenn nun die relative Kurzschlussspannung zwischen den beiden Primärwicklungen 1 und 2 etwa 20% beträgt, wird durch die beiden Primärspannungen Upi und UP2 der Ausgleichsstrom zwischen den beiden Speisesystemen beschränkt, so verursacht eine dauerhafte Spannungsdifferenz von 10% keine Überlastung bei den Wicklungen. Selbstverständlich wird die Stromverteilung zwischen den Speisungen auch dadurch verbessert, wenn die Hintergrundimpedanzen nur gering voneinander abweichen. Werden zwei Speisungen verwendet, d.h. wenn der der Sekundärwicklung 4 angeschlossene Verbraucher 17 mit den Primärspannungen Upi und Up2 gespeist wird, so wird die Sekundärspannung gegenüber den Spannungsschwankungen an der Speiseseite weniger empfindlich sein, da im allgemeinen die Spannungen Upi und Up2 nicht zur gleichen Zeit schwanken. Diese Erscheinung wird vom Transformator so wahrgenommen, als ob die Erregungsspannung den Mittelwert der beiden Spannungen Up, und Up2 darstellen würde. In Fig. 1, the transformer forming the subject of the invention is shown with the three windings; if the relative short-circuit voltage between the two primary windings 1 and 2 is approximately 20%, the compensating current between the two supply systems is limited by the two primary voltages Upi and UP2, so a permanent voltage difference of 10% does not cause an overload on the windings. Of course, the current distribution between the supplies is also improved if the background impedances differ only slightly. If two feeds are used, i.e. if the consumer 17 connected to the secondary winding 4 is supplied with the primary voltages Upi and Up2, the secondary voltage will be less sensitive to the voltage fluctuations on the supply side, since in general the voltages Upi and Up2 do not fluctuate at the same time. This phenomenon is perceived by the transformer as if the excitation voltage were the average of the two voltages Up, and Up2.
Fig. 3 zeigt das hierarchisch aufgebaute Netz des Speisesystems. Die beiden, praktisch voneinander unabhängigen Spannungen der gleichen Phase kommen vom 6 kV Speisenetz. Der Anschluss von den 6 kV Netzen des Kraftwerkes an den 6 kV/ 0,4 kV Transformatoren 6, 9 erfolgt über je einen Schalter 5 und 8, von denen über je einen weiteren Trennschalter 7 und 10 der Anschluss an den Schienen 23 und 26 erfolgt, wo die Spannung von 0,4 kV zur Verfügung steht. Der Anschluss von den beiden 0,4 kV Netzen an dem erfindungsgemässen Transformator 15 findet über je eine Sicherung 11 und 12, sowie je einen Kontakt 13.1 und 14.1 eines Schalters statt, wobei der Primärwicklung 1 die Spannung Upi, der Primärwicklung 2 die Spannung Up2 angeschlossen ist, die hinsichtlich des Grundwerts miteinander übereinstimmen, wobei die Sekundärspannung des Transformators eigentlich die gewünschte pausenlose Stromquelle darstellt. Fig. 3 shows the hierarchical network of the feed system. The two, practically independent voltages of the same phase come from the 6 kV supply network. The 6 kV networks of the power plant are connected to the 6 kV / 0.4 kV transformers 6, 9 via a switch 5 and 8, of which the connection to the rails 23 and 26 is made via a further isolating switch 7 and 10 , where the voltage of 0.4 kV is available. The connection of the two 0.4 kV networks to the transformer 15 according to the invention takes place via a fuse 11 and 12, and a contact 13.1 and 14.1 of a switch, the primary winding 1 being connected to the voltage Upi, the primary winding 2 being connected to the voltage Up2 which coincide with one another in terms of the basic value, the secondary voltage of the transformer actually representing the desired non-stop current source.
Wenn nun die Differenz zwischen den Spannungen Upi und Up2 10% unterschreitet, so ist eine Überlastung der Wicklungen nicht zu befürchten, und dieser Wert bleibt dauerhaft zugelassen. Die Spannungsregelung des Mittelspannungsnetzes lässt die dauerhafte Abweichung keineswegs über 5% zu steigen. If the difference between the voltages Upi and Up2 falls below 10%, there is no fear of the windings being overloaded, and this value remains permanently permitted. The voltage regulation of the medium-voltage network does not allow the permanent deviation to exceed 5%.
Eine transiente Spannungsänderung von 20% bei den Schienen 25 oder 26, die beim Anlassen von 0,4 kV Motoren höherer Leistung zustandekommt, ruft in der Primärwicklung der höheren Spannung einen l,5fachen Strom hervor, den aber die Wicklung einige Minuten lang zu vertragen imstande ist. Nach einer Anlaufzeit von einigen Sekunden hört die Blindleistung in der Querrichtung von selbst auf. A transient voltage change of 20% on the rails 25 or 26, which occurs when starting 0.4 kV motors of higher power, causes a 1.5 times the current in the primary winding of the higher voltage, which the winding is able to tolerate for a few minutes is. After a start-up time of a few seconds, the reactive power in the transverse direction stops automatically.
Wenn die Differenz zwischen den Spannungen Upi und UP2 der Speisung 30% beträgt, wird die eine Primärwicklung doppelt überlastet. Eine solche Überlastung kann z.B. beim Anlassen von 6 kV Motoren vorkommen. Im allgemeinen schaltet der thermische Schutz der Primärwicklung die zweifache Überlastung nach 1 Minute ab. Der Anlauf der Motoren findet jedoch binnen einer kürzeren Zeitspanne statt, wodurch die annähernd gleiche Stromverteilung sich einstellt. Beim Anlassen der Motoren ist mit einer höheren Spannung nicht zu rechnen. If the difference between the voltages Upi and UP2 of the supply is 30%, the one primary winding is double overloaded. Such an overload can e.g. occur when starting 6 kV motors. In general, the thermal protection of the primary winding switches off the double overload after 1 minute. However, the motors start up within a shorter period of time, which results in approximately the same current distribution. A higher voltage is not to be expected when starting the engines.
Eine Differenz von 40-50% zwischen den Primärspannungen kann in Kraftwerken, bei Blockabstellung, bei einer sogenannten «Umschaltung mit kurzzeitiger Unterbrechung» entstehen. Die Dauer des Unterbruchs ist kleiner als eine Sekunde, wodurch der etwa dreifache transiente Ausgleichsstrom keine schadhafte Erwärmung hervorruft. A difference of 40-50% between the primary voltages can occur in power plants, with block shutdown, with a so-called «switchover with brief interruption». The duration of the interruption is less than one second, which means that the triple transient equalizing current does not cause any defective heating.
Bei einer so niedrigen Spannung fällt der Spannungsabfall-Grenzschalter — der Magnetschalter der Primärwicklung — ab und unterbricht den transversalen Ausgleichsstrom, wodurch auch die Sekundärspannung auf den ursprünglichen Pegel zurückkehrt. At such a low voltage, the voltage drop limit switch - the magnetic switch of the primary winding - drops and interrupts the transverse compensating current, which also returns the secondary voltage to the original level.
Die Gestaltung der Verbraucherspannungen The design of consumer voltages
A Ups (%) A Ups (%)
Ua (%) Ua (%)
10 10th
95 95
20 20th
90 90
30 30th
85 85
40 40
80 80
50 50
75 75
wobei in which
A Ups die -Differenzspannung zwischen den beiden Speisespannungen Upi und Up2 und Us die Verbraucherspannung bezeichnen. A Ups denote the differential voltage between the two supply voltages Upi and Up2 and Us the consumer voltage.
Ein sicherer Betrieb der elektronischen Stromkreise ist noch sichergestellt, wenn die Spannung von der Nennspannung um -15% abweicht. Nur Spannungsabbrüche über 30% bei der Primärspannung erfordern eine Intervention. Die nichtverzögerte Abschaltung der Stromquelle mit der reduzierten Spannung wird mit dem Spannungsabfallrelais — das unter 70% der Nennspannung UNenn eingestellt ist — gesteuert. Die Abfallspannung der Spannungsabfallrelais muss im Interesse einer de-finiten Abschaltung über die Abfallspannung der Schalter eingestellt werden. Safe operation of the electronic circuits is still ensured if the voltage deviates from the nominal voltage by -15%. Only voltage drops above 30% in the primary voltage require intervention. The non-delayed shutdown of the power source with the reduced voltage is controlled with the voltage drop relay - which is set below 70% of the nominal voltage UNom. The dropout voltage of the dropout relays must be set via the dropout voltage of the switches in the interest of a definite shutdown.
Die Sekundärspannung der einfachen Speisung ist etwa um 2,5% niedriger als der bei der doppelten Speisung messbare Nominalwert. The secondary voltage of the single supply is approximately 2.5% lower than the nominal value that can be measured with the double supply.
Die Fig. 4 zeigt die Spannungsabfall-Grenzschalter und die Arbeitsweise der Steuerstromkreise. Eine gezeigte Ausführungsmöglichkeit eines Transformators mit Dreiphasenspeisung (d.h. Upi und Up2 sind Dreiphasenspannungen) ist ein Dreiphasentransformator. Selbstverständlich kann die Ausführung auch in Einphasenform realisiert werden. Bei der Ausführung ist jeder Spannung Ur, Us, Ut der beiden Primärspeisungen je ein Spannungsabfall-Grenzschalter 18, 18', 19, 19' und 20, 20' zugeordnet, deren Ausgänge mit je einem Steuerstromkreis 21 bzw. 21' verbunden sind. Diesen Steuerstromkreisen 21, 21' wird nicht nur die Aufgabe zugeteilt zu überwachen, ob die einzelnen Spannungspegel nicht unter den gegebenen Wert, d.h. über Fig. 4 shows the voltage drop limit switch and the operation of the control circuits. One shown embodiment of a transformer with three-phase supply (i.e. Upi and Up2 are three-phase voltages) is a three-phase transformer. Of course, the design can also be implemented in a single phase form. In the design, each voltage Ur, Us, Ut of the two primary feeds is assigned a voltage drop limit switch 18, 18 ', 19, 19' and 20, 20 ', the outputs of which are connected to a control circuit 21 and 21', respectively. These control circuits 21, 21 'are not only assigned the task of monitoring whether the individual voltage levels are not below the given value, i.e. about
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die Abschaltspannung abfallen, sondern sie überwachen gleichzeitig über den Detektorstromkreis 24 den Synchronzustand der Spannungen Upi und UP2 der beiden Primärnetze, ob die Spannung unter den vorgegebenen Wert abfällt, ob der Synchronzustand zwischen den beiden Primärnetzen zerstört wird, und ob der Ausgang des Steuerstromkreises 21 bzw. 21 ' über die Leistungsverstärker 22 bzw. 22' das entsprechende Primärnetz abschaltet. Dies hat noch aus der Funktion der Spannungsabfall-Grenzschalter sich ergebend, noch zur Folge, dass wenn die Spannung ihren ursprünglichen Zustand aufnimmt, das entsprechende Relais das betreffende Primärnetz rückschaltet. the shutdown voltage drop, but they simultaneously monitor the synchronous state of the voltages Upi and UP2 of the two primary networks via the detector circuit 24, whether the voltage drops below the predetermined value, whether the synchronous state between the two primary networks is destroyed, and whether the output of the control circuit 21 or 21 'switches off the corresponding primary network via the power amplifiers 22 and 22'. This still results from the function of the voltage drop limit switches, which means that when the voltage returns to its original state, the corresponding relay switches back the relevant primary network.
Der Druckknopf 23 ist für das erste Anlassen ausgestaltet, da bei diesem ersten Anlassen die Magnetschalter 13 und 14 unbedingt eine niedrigere Spannung von den Spannungsabfall-Grenzschaltern 18, 18', 19, 19', 20, 20' her wahrnehmen. The pushbutton 23 is designed for the first start, since during this first start the magnetic switches 13 and 14 necessarily perceive a lower voltage from the voltage drop limit switches 18, 18 ', 19, 19', 20, 20 '.
Aus der Fig. 3 ist schematisch folgendes ersichtlich: Da die Spannungen Upi und UP2 entweder aus einer einphasigen oder einer dreiphasigen Spannungsquelle stammen können, sind die Kontakte der Schalter 13 und 14, die den Ausgängen der Steuerstromkreise 21, 21' angeschlossen sind (vgl. Fig. 4) im Primärnetz mit den Spannungen Upi und UP2 verbunden. The following can be seen schematically from FIG. 3: Since the voltages Upi and UP2 can originate from either a single-phase or a three-phase voltage source, the contacts of the switches 13 and 14 are connected to the outputs of the control circuits 21, 21 '(cf. Fig. 4) connected to the voltages Upi and UP2 in the primary network.
Die Wirkung von Kurzschlüssen, die in den sonstigen Anzapfungen des Primärnetzes entstehen, werden wie folgt erläutert: The effects of short circuits that occur in the other taps in the primary network are explained as follows:
Bei elektrisch fernliegenden Kurzschlüssen, wenn die Spannung des Verteilers nicht unter den Abfallwert des Spannungs-abfall-Grenzschalters fällt, schaltet der Magnetschalter in der von Kurzschluss betroffenen Primärseite nicht ab. Die Querströmung zwischen den beiden Primärnetzen hört erst dann auf, wenn der Kurzschluss von der Sicherung in der Abzapfung behoben wird. In the case of electrically remote short circuits, if the voltage of the distributor does not fall below the drop value of the voltage drop limit switch, the magnetic switch on the primary side affected by the short circuit does not switch off. The cross flow between the two primary networks only stops when the short circuit is removed by the fuse in the tap.
Wenn nun die Impedanz des Kurzschluss-Stromkreises so niedrig ist, dass die Spannung der Verteilerschienen 25, 26 unter den Abfallwert des Spannungsabfall-Grenzschalters fällt, so schaltet der Magnetschalter der kurzschlüssigen Primärspeisung If the impedance of the short-circuit circuit is so low that the voltage of the busbars 25, 26 falls below the drop value of the voltage drop limit switch, the magnetic switch of the short-circuit primary supply switches
— unabhängig vom Schmelzen der Sicherung in der Abzapfung - regardless of the fuse melting in the tap
— noch vor Aufhören des Kurzschlusses ab. Auf diese Weise werden die Querströmung zwischen den Primärnetzen bzw. der transiente Spannungsabbruch an der Sekundärseite abgestellt. - before the short circuit ends. In this way, the cross flow between the primary networks and the transient voltage drop on the secondary side are switched off.
Wenn die Spannung der einen oder der anderen Schiene 25, 26 kurzschlüssig ist, wird die Verbraucherspannung, infolge der Symmetrie zwischen den Drops, nicht auf Null, sondern bloss auf 50% reduziert. Diesen nur einige ms lang dauernden Abbruch können die in den Anlagen eingebauten Kondensator-Speicher ohne weiteres überbrücken. If the voltage of one or the other rail 25, 26 is short-circuited, the consumer voltage is not reduced to zero, but only to 50% due to the symmetry between the drops. The capacitor memories installed in the systems can easily bridge this abort, which only lasts a few ms.
Wenn die eine Bahn des Energiestroms bei dem Transformator mit Doppelspeisung infolge einer Schutzfunktion oder beabsichtigter Abschaltung unterbrochen wird, bleibt der der-weise abgetrennte Netzteil infolge der magnetischen Kopplung der beiden Primärwicklungen 1, 2 von der anderen Speisung her unter Spannung. Die der nun unterbrochenen Bahn sich anschliessende Primärwicklung wandelt sich in eine Sekundärwicklung um. Die Klemmenspannung wird von der resultanten Impedanz der auf dieser Strecke des Netzes eingeschaltet gebliebenen Verbraucher bestimmt. If the one path of the energy flow in the double-feed transformer is interrupted as a result of a protective function or an intended shutdown, the power supply unit which is separated in this way remains under voltage as a result of the magnetic coupling of the two primary windings 1, 2 from the other supply. The primary winding following the now interrupted path is converted into a secondary winding. The terminal voltage is determined by the resulting impedance of the consumers that remain switched on on this section of the network.
Es werden zwei Grundfälle unterschieden: There are two basic cases:
a.) Die resultante Impedanz der vom Netz her unversorgt aber am Verteiler eingeschaltet gebliebenen Verbraucher ist niedriger als die Hälfte der Nennimpedanz des Transformators. In diesem Fall fallen die auf 70% eingestellten Spannungsab-fall-Grenzschalter ab und den Schalter der Primärwicklung, wo der Spannungsabbruch stattfand, abschaltend beseitigen sie die Umspeisung. In der Praxis unterschreitet die die unversorgte Primärwicklung abschliessende Impedanz immer den kritischen Wert, wodurch die schnelle Beseitigung der Umspeisung sichergestellt ist. a.) The resulting impedance of the consumers that are not supplied from the mains but remain switched on at the distributor is lower than half the nominal impedance of the transformer. In this case, the voltage drop limit switches set to 70% drop out and the switch of the primary winding, where the voltage drop occurred, switches off and eliminates the feed-out. In practice, the impedance terminating the unsupplied primary winding always falls below the critical value, which ensures the rapid elimination of the bypass.
b.) Sollte die abschliessende Impedanz aus irgendwelchem b.) If the final impedance from any
Grund den kritischen Wert überschreiten, so kann die Umspeisung durch einen «Rückleistung-Schutz» verhindert werden. If the critical value is exceeded, the transfer can be prevented by "reverse power protection".
Die Umspeisungen können auch dadurch verhindert werden, indem der Betätigungskreis der Schalter 13, 14 mit Hilfe der Hilfskontakte der Schalter 7, 10 der Speisetransformatoren 6, 9 blockiert werden. Diese Lösung kann selbstverständlich nur bei kürzeren Kabeln Verwendung finden. The feed-offs can also be prevented by blocking the actuating circuit of the switches 13, 14 with the aid of the auxiliary contacts of the switches 7, 10 of the feed transformers 6, 9. This solution can of course only be used with shorter cables.
Wenn der fernliegende gemeinsame Punkt zweier, praktisch voneinander unabhängiger Speisequellen zerstört wird, (die eine Speisequelle gerät in einen Inselbetrieb), so muss die sich der vom Speisesystem abgetrennten Stromquelle anschliessende Primärwicklung abgeschaltet werden. Bei innerhalb der Kraftwerke liegenden Anlagen kann die Abschaltung durch Blockierung mit den Hilfskontakten des Schalters, aber auch durch die Empfindung der Spannung vorgenommen werden. If the distant common point of two, practically independent supply sources is destroyed (one supply source goes into stand-alone operation), the primary winding connected to the power supply separated from the supply system must be switched off. In systems located within the power plants, the shutdown can be carried out by blocking the auxiliary contacts of the switch, but also by sensing the voltage.
Das resultante Feld der Primärwicklungen — die eine gerin-germassen abweichende Frequenz aufweisen, aber von Spannungen von gleichen effektiven Werten erregt worden sind — schwebt mit einer Differenzfrequenz, wodurch der effektive Wert der Sekundärspannung sich langsam zwischen Null und dem Nominalwert ändert. Durch die Ausbreitung der Spannungsüberwachung auf die Sekundärseite kann dieser Zustand der Betriebsstörung gut von den sonstigen, zwischen den Primärwicklungen entstehenden Störungen unterschieden werden, wobei der Befehl auf die Abschaltung der Primärwicklung eindeutig gebildet werden kann. The resulting field of primary windings - which have a slightly deviating frequency, but have been excited by voltages of the same effective values - hovers at a difference frequency, whereby the effective value of the secondary voltage slowly changes between zero and the nominal value. By spreading the voltage monitoring to the secondary side, this state of the malfunction can be distinguished from the other malfunctions that arise between the primary windings, and the command to switch off the primary winding can be clearly formed.
Die Leistung der Sekundärwicklung 4 ist in der Abhängigkeit des tatsächlichen Leistungsbedarfs des Verbrauchers zu wählen. The power of the secondary winding 4 is to be selected as a function of the actual power requirement of the consumer.
Infolge der einseitigen Speisungsmöglichkeit, der unvermeidbaren Länge zwischen denVektoren der Spannungen Upi und Up2 der zwei Speisungen und der Winkelabweichungen scheint es zweckmässig die Leistungen der Primärwicklungen 1, 2 mit jener der Sekundärwicklung identisch zu wählen, so z.B. 25/25/25 kVA. Due to the one-sided supply option, the unavoidable length between the vectors of the voltages Upi and Up2 of the two supplies and the angular deviations, it seems appropriate to select the powers of the primary windings 1, 2 identically to that of the secondary windings, e.g. 25/25/25 kVA.
Die Verbraucherspannung Us speist Verbraucher mit der Nennspannung 3 x 380/220 V. Die eingespeisten Spannungen weisen dieselben Nennwerte auf. The consumer voltage Us feeds consumers with the nominal voltage 3 x 380/220 V. The voltages fed in have the same nominal values.
Die Spannungsschwankungen der Speisenetze, sowie den an der Serienimpedanz des Transformators entstehenden Spannungsabfall im Auge behaltend, wird vorgeschlagen, eine um 5% höhere Nennspannung zu wählen. Keeping an eye on the voltage fluctuations of the supply networks and the voltage drop occurring at the series impedance of the transformer, it is proposed to choose a 5% higher nominal voltage.
Man soll die Übersetzung z.B. 400/400/400 V wählen. One should translate e.g. Select 400/400/400 V.
Theoretisch besteht kein Hindernis die beiden Primärwicklungen 1 und 2 an Netzen mit abweichender Nennspannung anzupassen (z.B. 380 V und 550 V oder 380 V und 660 V). Wenn man nicht mit bedeutender Spannungssenkung rechnen muss, sollen die Primärwicklungen 1 und 2 ohne Abgriffe ausgestaltet werden. Derartige Abgriffe können ohnehin nur in einem spannungslosen Zustand umgeschaltet werden. In theory, there is no obstacle to adapt the two primary windings 1 and 2 to networks with a different nominal voltage (e.g. 380 V and 550 V or 380 V and 660 V). If you do not have to expect a significant voltage drop, the primary windings 1 and 2 should be designed without taps. Such taps can only be switched over in a de-energized state anyway.
Die Wicklungen sind so auf dem Eisenkern anzuordnen, dass der Spannungsabfall zwischen der Primärwicklung 1 und der Sekundärwicklung 4, sowie der Primärwicklung 2 und der Sekundärwicklung 4 etwa 10-10% beträgt, während der Spannungsabfall zwischen der Primärwicklung 1 und der Sekundärwicklung 4 etwa 20% ist. (In der Praxis werden die Transformatoren in dieser Weise mit geteilter Sekundärwicklung hergestellt.) The windings are to be arranged on the iron core in such a way that the voltage drop between the primary winding 1 and the secondary winding 4, as well as the primary winding 2 and the secondary winding 4 is approximately 10-10%, while the voltage drop between the primary winding 1 and the secondary winding 4 is approximately 20%. is. (In practice, the transformers are manufactured in this way with a split secondary winding.)
Beträgt der Spannungsabfall der Hauptrelationen 10%, so wird bei einer 231 V Leerlauf-Phasenspannung beim Nennstrom und bei einem induktiven Leistungsfaktor cos <p = 0,8 die Ausgangsphasenspannung mit guter Annäherung 220 V betragen. Die lockere Koppelung zwischen den beiden Primärwicklungen 1 und 2 (Spannungsabfall 20%) bietet die Möglichkeit dazu, dass bei einem Kurzschluss an den Verteilerschienen die durch die Wicklungen strömenden Ausgleichsströme keineswegs das 5...6fache des Nennstroms überschreiten. If the voltage drop of the main relations is 10%, with a 231 V open-circuit phase voltage at the nominal current and with an inductive power factor cos <p = 0.8, the output phase voltage with a good approximation will be 220 V. The loose coupling between the two primary windings 1 and 2 (voltage drop 20%) offers the possibility that in the event of a short circuit on the busbars the compensating currents flowing through the windings will in no way exceed 5 ... 6 times the nominal current.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
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60 60
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V V
3 Blätter Zeichnungen 3 sheets of drawings
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