Wicklungsanordnung mit Tertiärwicklung für Hochspannungstransformatoren
Bei Vorhandensein einer im Dreieck geschalteten, in sich geschlossenen Tertiärwicklung
weisen Transformatoren, bei denen wenigstens die eine Betriebswicklung starr geerdet
ist und aus zwei konzentrisch zueinander liegenden und in Serie geschalteten Wicklungsteilen
besteht, während die andere Betriebswicklung nicht geerdet und auch nicht unterteilt
zu sein braucht, grundsätzlich verschiedenes Verhalten gegenüber Stoßspannungen
auf, und zwar je nach der räumlichen Lage der Dreieckswicklung zu dem an, die Eingangsklemme
angeschlossenen Wicklungsteil der unterteilten Wicklung. Liegt beispielsweise eine
doppeltkonzentrische Wicklungsanordnung nach Fig. 1 vor, in welcher i die dem Eisenkern
K benachbarte Tertiärwicklung, 2 und 4 die beiden. Wicklungsteile der unterteilten,
Betriebswicklung und 3 die zwischen, diesen angeordnete andere Betriebswicklung
darstellt, dann ergeben sich beim Auftreffen eines Spannungsstoßes auf die Eingangsklemme
u an der unterteilten, Wicklung 2, 4 folgende Vorgänge: Solange die Wicklungen 2,
3 und 4 als Röhrenwicklungen ausgebildet werden, hat der Aufbau des bei E geerdeten
außenliegenden Wicklungsteils 4 keinen praktischen Einfluß auf die Anfangsspannungsverteilung
im Wicklungsteil 2. Aus der Kurve A2 der Fig. 2 ist ersichtlich, daß in diesem Fall
praktisch die ganze Stoßspannung nur auf den Wicklungsteil 2 entfällt. Sie verteilt
sich somit räumlich auf die ganze Länge nach dem für Röhrenwicklungen bekannten
Verlauf. Bei der Endverteilung dagegen entfällt die Stoßspannung, wie Messungen
bestätigen, fast ausschließlich auf den, geerdeten Wicklungsteil 4, so daß der Wicklungsteil
2 im Endzustand praktisch keine Spannungsdifferenz zwischen; seinem Anfang und Ende
aufweist. Mit E2 und E4 sind in Fig. 2 die Endverteilungen auf die Wicklungsteile
2 und 4 angegeben. Wie unschwer zu ersehen ist, entstehen auf Grund des vorstehend
skizziertem Verlaufs der Anfangs- und Endverteilung längs der gesamten, Wicklung
starke Ausgleichsschwingungen, wie die gestrichelte Kurve H2, H4 erkennen läßt,
und zwar auch im Wicklungsteil 4, der bei der Anfangsverteilung ungefährdet ist.
Diese haben: zur Folge, daß sämtliche Wicklungspunkte sehr hohe Spannungen gegen
Erde und gegen.-einander annehmen. Die starre Erdung des Endes des Wicklungsteils
4 kommt also kaum zur Geltung.Winding arrangement with tertiary winding for high voltage transformers
In the presence of a closed tertiary winding connected in a triangle
have transformers in which at least one operating winding is rigidly earthed
is and consists of two concentric winding parts connected in series
exists, while the other operating winding is not grounded and also not divided
needs to be, fundamentally different behavior towards surge voltages
on, depending on the spatial position of the delta winding to the on, the input terminal
connected winding part of the divided winding. For example, if there is a
double concentric winding arrangement according to Fig. 1, in which i the iron core
K adjacent tertiary winding, 2 and 4 the two. Winding parts of the divided,
Operating winding and 3 the other operating winding arranged between these
then result when a voltage surge hits the input terminal
u on the subdivided winding 2, 4, do the following: As long as the windings 2,
3 and 4 are designed as tube windings, has the structure of that earthed at E.
outer winding part 4 has no practical effect on the initial voltage distribution
in the winding part 2. From the curve A2 of FIG. 2 it can be seen that in this case
practically all of the impulse voltage only applies to winding part 2. You distributed
thus spatially over the entire length according to what is known for tube windings
Course. In the final distribution, on the other hand, there is no impulse voltage, such as measurements
confirm almost exclusively on the grounded winding part 4, so that the winding part
2 in the final state practically no voltage difference between; its beginning and end
having. With E2 and E4 in Fig. 2 are the end distributions to the winding parts
2 and 4 indicated. As is easy to see, arise due to the above
sketched course of the initial and final distribution along the entire winding
strong compensatory vibrations, as can be seen from the dashed curve H2, H4,
namely also in the winding part 4, which is not endangered during the initial distribution.
These have: The consequence that all winding points against very high voltages
Earth and against.-accept each other. The rigid grounding of the end of the winding part
4 hardly comes into play.
Ganz ähnlich liegen die Verhältnisse, wenn. man den Wicklungsaufbau
so wählt, daß die Tertiärwicklung 1 entsprechend Fig. 3 ganz außen., also dem Kessel
benachbart zu liegen kommt, und außerdem die Eingangsklemme u der in zwei Teile
2 und 4 unterteilten und in Serie geschalteten, einen Betriebswicklung der Tertiärwicklung
benachbart anordnet.The situation is very similar if. the winding structure
so that the tertiary winding 1 according to FIG. 3 on the very outside., So the boiler
comes to lie adjacent, and also the input terminal u of the in two parts
2 and 4 subdivided and connected in series, one service winding of the tertiary winding
arranged adjacent.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wicklungsanordnung anzugeben, bei
der die Stoßspannungsbeanspruchung weitgehend gegenüber den vorbeschriebenen Wicklungsanordnungen
herabsetzbar ist. Bei Wicklungsanordnungen für Transformatoren, bei dienen außer
den beiden Betriebswicklungen noch eine in sich geschlossene Tertiärwicklung vorgesehen,
ist und die eine der beiden Betriebswicklungen. aus zwei in Serie geschalteten und
konzentrisch übereinander angeordneten sti.rr geerdeten Wicklungsteilen besteht,
liegt erfindungsgemäß von den zwei Wicklungsteilen der unterteilten Betriebswicklung
jeweils der starr geerdeteWicklungsteil derTertiä.rwicklung am nächsten. Dabei kann
die andere Betriebswicklung räumlich zwischen den beiden Wicklungsteilen, der unterteiltem.
Wicklung eingeschaltet sein oder auch nicht. Der Vorzug ist jedoch der Zwischenschaltung
zu geben.The object of the invention is to provide a winding arrangement in
the surge voltage stress largely compared to the winding arrangements described above
is degradable. With winding arrangements for transformers, with serve except
a self-contained tertiary winding is provided for the two operating windings,
is and one of the two operating windings. of two connected in series and
concentrically one above the other arranged sti.rr earthed winding parts,
is according to the invention of the two winding parts of the divided service winding
the solidly earthed part of the winding closest to the tertiary winding. Here can
the other operating winding spatially between the two winding parts, the subdivided.
Winding may or may not be switched on. The advantage, however, is the interposition
admit.
Die Erfindung soll an Hand der Fig. 4, die eine der möglichen Wicklungsanordnungen
nach der Erfindung zeigt, und an Hand derFig. 5, in der der Verlauf der Anfangs-
und Endverteilung der Stoßspannung aufgezeigt ist, erläutert werden.The invention is based on FIG. 4, which shows one of the possible winding arrangements
shows according to the invention, and on hand derFig. 5, in which the course of the initial
and final distribution of the surge voltage is shown.
In Fig. 4 sind, um den Vergleich gegenüber dem Wicklungsaufbau der
Fig. 1 und 3 sinnfälliger zu machen, für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen
wie dort verwendet. Die in sich geschlossene, in Dreieck geschaltete Tertiärwicklung
ist wieder mit 1 und der dieser benachbart liegende Eisenkern mit K angegeben. Die
eine Betriebswicklung besteht aus den durch den Verbindungsleiter L in Reihe geschalteten
Wicklungsteilen 2 und 4. Dabei ist der Wicklungsteil 2 an die Eingangsklemme u angeschlossen,
während das Ende des anderen Wicklungsteils 4 bei E starr werdet ist. Zwischen den
beiden in Reihe
geschalteten Wicklungsteilen 2 und 4 der einen,
Betriebswicklung ist die andere:, mit 3 bezeichnete Betriebswicklung eingeordnet.
Dadurch ergibt sich eine doppeltkonzentrische Wicklungsanordnung, bei der gemäß
der Erfindung der der Tertiärwicklung 1 am nächsten liegende Wicklungsteil 4 der
unterteilten Betriebswicklung mit Erde verbunden ist. Die Betriebswicklung 3 ist
bei U mit ihrer Eingangsklemme verbunden. Mit ihrem anderen Ende kann, sie starr
ger erdet oder an: einen: isolierten Nullpunkt angeschlossen sein.. Für die erstrebte
Herabsetzung der Stoßspannungsbean.spruchung der Wicklungsanordnung ist dies unerheblich.
Die Wicklungsanordnung braucht nicht unbedingt, wie in Fig. 4 dargestellt, doppeltkonzentrisch
ausgeführt zu sein. Es genügt vielmehr zur Erreichung der erstrebten Stoßspannu
ngsherabsetzung bereits, wenn die Wicklungsanordnung einfach konzentrisch, ausgebildet
ist, bei der aber eine der beiden Betriebswicklungen in zwei in Serie geschaltete
und radial übereinander angeordneteWicklungsteile unterteilt ist, wobei der eine
Wicklungsteil starr geerdet ist und die im geschlossenen. Dreieck geschaltete Tertiärwicklung
diesem starr geerdeten Wicklungsteil am nächsten liegt. Die beiden Wicklungsteile
der unterteilten Betriebswicklung brauchen auch nicht unbedingt gleichartig hinsichtlich
ihres Aufbaues (Lagen. und. Röhrenwicklung) und ihrer Windungszahl ausgeführt zu
werden. Man kann also zwischen Lagem-und Röhrenwicklung wählen und beispielsweise
den an die Klemme angeschlossenen Wicklungsteil als Röhrenwicklung ausbilden, während
der direkt geerdete andere Wicklungsteil als Lagen. oder ausgekreuzte Wicklung ausgeführt
ist. Die Wind.ungszahle.n der beiden Wicklungsteile 2 und 4 werden zweckmäßig so
verschieden gemacht, daß der Endpunkt der Anfangsspann.ungsverteilung des mit der
Eingangsklemme verbundenen: Wicklungsteils mit dem zugehörigen Punkt der Endverteilung
zusammenfällt. Da bei einer derartig a:usgeführtenWicklung dieser Punkt während
des Ausgleichsvorganges nun überhaupt nicht mehr zum Schwingen kommt, nehmen die
beiden Wicklungsteile der unterteilten Betriebswicklung noch kleinere Spannungen
gegen Erde und gegeneinander an, als wenn sie mit gleichen Windungszahlen, ausgeführt
wären:. Die erreichbaren Spannungsverhältnisse bei einer nach der Erfindung z. B.
nach Fig. 4 ausgebildeten Wicklung zeigt die Fig. 5. Dabei ist mit A2 die Anfa,ngsspannungsverteilung
längs des Wicklungsteils 2 der unterteilten Betriebswicklung angegeben. Mit E2 ist
die Endverteilung dieses Wicklungsteils angedeutet und mit E4 die Endverteilung
des Wicklungsteils 4. H2 und H4 lassen erkennen, wie weit die Wicklungen um die
Endverteilung E2 und E4 beim Auftreffen einer Stoßwelle ausschwingen. Das Ausschwingen,
des Endes des Wicklungsteils 2 bis. zum Punkt A läßt sich, wie oben erwähnt, noch
weiter herabdrücken, wenn: man nach der Erfindung die Win. dungszahlen der Wicklungsteile
2 und 4 entsprechend verändert, so, daß die Anfangsspannungsverteilung des Wicklungsteils
2 am Ende der Wicklung nicht auf den Nullwert herabsinkt.In Fig. 4 are in order to compare against the winding structure of the
Fig. 1 and 3 to make more obvious, the same reference numerals for the same parts
as used there. The self-contained tertiary winding connected in a triangle
is again indicated by 1 and the iron core adjacent to it is indicated by K. the
an operating winding consists of those connected in series through the connecting conductor L.
Winding parts 2 and 4. The winding part 2 is connected to the input terminal u,
while the end of the other winding part 4 at E has become rigid. Between
both in series
switched winding parts 2 and 4 of the one,
Operating winding is the other:, with 3 designated operating winding classified.
This results in a double concentric winding arrangement in which according to FIG
the invention of the tertiary winding 1 closest winding part 4 of
divided service winding is connected to earth. The operating winding 3 is
connected to its input terminal at U. At her other end, she can be rigid
ger earthed or connected to: an: isolated zero point .. For the aspired
Reduction of the surge voltage stress on the winding arrangement, this is irrelevant.
The winding arrangement does not necessarily need double-concentric, as shown in FIG. 4
to be executed. Rather, it is sufficient to achieve the desired surge voltage
Reduction already when the winding arrangement is simply concentric
is, but in which one of the two operating windings in two series-connected
and winding parts arranged radially one above the other is divided, the one
Winding part is solidly earthed and the closed. Delta connected tertiary winding
is closest to this solidly earthed part of the winding. The two winding parts
the subdivided operating winding do not necessarily need to be of the same type in terms of
their structure (layers. and. tube winding) and their number of turns
will. So you can choose between layer and tube winding and for example
form the winding part connected to the terminal as a tube winding, while
the directly earthed other winding part as layers. or crossed winding
is. The number of turns of the two winding parts 2 and 4 are appropriately so
made different that the end point of the initial stress distribution of the
Input terminal connected: winding part with the associated point of the end distribution
coincides. Since with such a winding performed this point during
of the compensation process no longer vibrates at all, take the
both winding parts of the subdivided service winding have even lower voltages
against earth and against each other as if they were executed with the same number of turns
would be :. The achievable voltage ratios in a z according to the invention. B.
FIG. 5 shows the winding formed according to FIG. 4. Here, A2 is the initial voltage distribution
indicated along the winding part 2 of the subdivided service winding. With E2 is
the final distribution of this winding part is indicated and the final distribution with E4
of the winding part 4. H2 and H4 show how far the windings around the
End distribution E2 and E4 swing out when a shock wave hits. The swing,
of the end of the winding part 2 to. to point A, as mentioned above, one can still
keep pressing down if: one after the invention the win. number of turns of the winding parts
2 and 4 changed accordingly, so that the initial voltage distribution of the winding part
2 does not drop to zero at the end of the winding.
Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung des starr geerdeten, Wicklungsteils
der unterteilten Betriebswicklung in unmittelbarer Nähe der Tertiärwicklung läßt
sich also: auf einfachste Weise der Verlauf der Anfangs- und Endverteilung in überraschender
Weise besonders günstig beeinflussen. Dadurch ergibt sich beim Wicklungsaufbau der
große Vorteil, daß man jetzt den geerdeten Wicklungsteil wesentlich schwächer zu
isolieren: braucht als den an. die Eingangsklemme angeschlossenen. Wicklungsteil
der unterteilten Betriebswicklung. Dies bringt aber nicht nur einen. ge,-ringeren
Aufwand an: Isoliermaterial, sondern gleichzeitig auch den Vorteil geringerer Verluste
bei sonst gleicher Stromdichte in der Wicklung sowie geringeren Materialaufwand
z. B. an Kupfer, Eisen und Isolieröl und damit kleineres Gewicht und geringeren
Raumbedarf. Alle diese Vorteile können, vor allem bei eisenbahntransportfähigen
Großtran.sformatQren von ausschlaggebender Bedeutung sein.As a result of the inventive arrangement of the solidly earthed, winding part
the subdivided operating winding in the immediate vicinity of the tertiary winding
So: in the simplest way the course of the start and end distribution in a surprising way
Way particularly favorably. This results in the winding structure
great advantage that the grounded winding part is now much weaker
isolate: needs as that. connected to the input terminal. Winding part
the subdivided operational winding. But this doesn't just bring one. ge, -ringeren
Expenditure on: insulating material, but at the same time also has the advantage of lower losses
with otherwise the same current density in the winding and lower material costs
z. B. copper, iron and insulating oil and thus lower weight and lower
Space requirements. All of these advantages can be found, especially with those that can be transported by rail
Großtran.sformatQren be of crucial importance.