DE1172769B

DE1172769B - Kernlose Dreiphasen-Hochspannungs-Drossel-spule fuer grosse Leistungen

Info

Publication number: DE1172769B
Application number: DEA38844A
Authority: DE
Inventors: Henri Philips
Original assignee: ACEC; Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA
Current assignee: ACEC; Umicore NV SA
Priority date: 1961-01-10
Filing date: 1961-11-21
Publication date: 1964-06-25
Also published as: BE612067A; LU41030A1; SE227417C1; CH378409A; FR1285337A; IT657987B

Description

Kernlose Dreiphasen-Hochspannungs-Drosselspule für große Leistungen Bekanntlich ist es in Wechselstromnetzen mit Höchstspannung, z. B. in der Größenordnung von 400 kV, erforderlich, die Kapazität der Leitungen zu kompensieren. Das einfachste Mittel hierzu besteht darin, an bestimmten Stellen der Leitung eine Drosselspule unmittelbar anzuschließen. Für die dazu zu verwendenden Drosselspulen sind insbesondere zwei Bauarten bekannt: Bei der ersten Bauart mit Kernen aus magnetischem Material entspricht die Blindleistung der zu deren Magnetisierung in Verbindung mit einer gewissen Zahl von Luftspalten im Magnetkreis erforderlichen Scheinleistung. Drosselspulen dieser Art sind in mechanischer Hinsicht, insbesondere für sehr große Leistungen, schwierig herzustellen. Bei der zweiten Bauart entspricht die Blindleistung im wesentlichen der Eigeninduktivität einer magnetkernfreien Wicklung.
Die Erfindung bezieht sich auf Drosselspulen der zweiten Art. Die Herstellung einer derartigen Spule bietet gewisse Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich der Isolierung. Um ferner zu verhindern, daß der magnetische F1uß der Wicklungen Wirbelströme in benachbarten Metallteilen erzeugt, insbesondere im Spulengehäuse, müssen die Wicklungen mit einer magnetischen Abschirmung umgeben werden. Die Unterdrückung des von der Magnetostriktion in diesen Abschirmungen erzeugten Geräusches bereitet ebenfalls Schwierigkeiten.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kernlosen Dreiphasen-Drosselspule großer Blindleistung, die zum Anschluß an ein Höchstspannungsnetz geeignet ist, einen einfachen und betriebssicheren Aufbau aufweist und bei der das Gewicht der magnetischen Abschirmung unter gleichzeitiger Herabsetzung der Verluste und des Magnetisierungsgeräusches sehr klein gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale gelöst: a) Die Wicklung jeder Phase besteht aus zwei parallel geschalteten, in Diaboloform symmetrisch angeordneten Wicklungshälften, von denen jede aus einem Stapel von spiralig gewickelten und in Reihe geschalteten Flachspulen gebildet ist, wobei der Durchmesser der einzelnen Spulen entsprechend der Abnahme ihres Potentials gegenüber dem an die äußersten Flachspulen angeschlossenen Nullpunkt stetig zunimmt; b) der zum Wicklungsaufbau verwendete Leiter ist ein im Rechteckquerschnitt gepreßtes Kabel aus Lackdrahtlitzen mit abwechselndem Drall in den von innen nach außen aufeinanderfolgenden Schichten; c) die Wicklungen der drei Phasen sind mit parallelen, in einer Ebene liegenden Achsen in einem magnetischen Rahmen angeordnet, der aus Stapeln von parallel zur Ebene der Wicklungsachsen geschichteten Blechen besteht, und voneinander durch Wände getrennt, welche aus mit dem Rahmen verbundenen Stapeln aus rechteckigen Streifen magnetischen Materials bestehen.
d) die Blechbreiten des Rahmens nehmen von der Ebene der Wicklungsachsen nach beiden Seiten unter Bildung von Stufen symmetrisch ab.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigt F i g. 1 in einer schaubildlichen Teilansicht die Wicklung einer Phase der Drosselspule und F i g. 2 eine schematische Schnittansicht der Drosselspule in der Axialebene der Wicklungen.
Die in F i g. 1 dargestellte Wicklung besteht aus zwei symmetrisch, in Form eines Diabolos angeordneten Wicklungshälften 1 und 2. Jede Wicklungshälfte besteht aus einem Stapel von Flachspulen, welche spiralig gewickelt und in Reihe geschaltet sind. Die Durchmesser der Flachspulen nehmen nach außen hin stetig zu. Beide Wicklungshälften sind parallel geschaltet. Der gemeinsame Anschluß 3 an der Stelle, an welcher die Wicklungshälften zusammentreffen und den kleinsten Durchmesser haben, ist zur Verbindung mit der entsprechenden Phase der Hochspannungsleitung bestimmt. An der äußersten Windung der Flachspulen mit dem größten Durchmesser sind beide Wicklungshälften durch einen Leiter4 verbunden, der über einen Anschluß 5 am Nullpunkt liegt. Die beiden anderen, in F i g. 1 nicht dargestellten Phasenwicklungen sind in gleicher Weise ausgebildet und so zueinander angeordnet, daß ihre Achsen parallel zu der Achse der ersten Wicklung und in der gleichen Ebene liegen.
Die drei Wicklungen sind von einem gemeinsamen magnetischen Rahmen 6 umgeben. Dieser besteht aus einem Stapel aus Blechen aus magnetischem Material 7, welche verschieden Breiten haben, so daß der Rahmen 6 eine von der Axialebene der Wicklungen symmetrisch nach beiden Seiten unter Bildung von Stufen 8 abnehmende Wandstärke hat. Durch diese Abstufung der Dicke des magnetischen Rahmens wird der Querschnitt des Flußpfades der Stärke des magnetischen Flusses an jeder Stelle angepaßt. Dadurch wird das Magnetisierungsgeräusch weitgehend vermindert.
Wie F i g. 2 zeigt, sind die Wicklungen 1, 2, 1', 2' und 1", 2" der drei Phasen durch magnetische Wände 9 und 10 getrennt, welche aus gestapelten Blechstreifen gebildet sind und sich magnetisch an den Rahmen 6 anschließen.
Die nicht dargestellten Einrichtungen zur Festlegung und Isolierung der Wicklungen gegenüber den magnetischen Teilen können auf beliebige Weise ausgebildet sein.
Die gesamte Anordnung ist in einem Gefäß untergebracht, welches mit einer dielektrischen Flüssigkeit gefüllt ist. Um die Erzeugung von Wirbelströmen im Boden des Gefäßes zu vermeiden, wird dieser vorzugsweise mit entsprechend angeordneten lamellierten magnetischen Nebenschlüssen ausgelegt, welche das Streufeld der Spule ableiten.
Die Flachspulen der Wicklungen sind aus einem Kabel gewickelt, das aus Lackdrahtlitzen hergestellt und in einen rechteckigen Querschnitt gepreßt ist. Der Drall der Litzen wechselt dabei in den von innen nach außen aufeinanderfolgenden Schichten ab.
Die beschriebene Ausbildung ist auch für eine Einphasendrosselspule anwendbar.

Claims

Patentanspruch: Kernlose Dreiphasen-Hochspannungs-Drosselspule für große Leistungen, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h die Kombination folgender, an sich bekannter Merkmale: a) die Wicklung jeder Phase besteht aus zwei parallel gechalteten, in Diaboloform symmetrisch angeordneten Wicklungshälften, von denen jede aus einem Stapel von spiralig gewickelten und in Reihe geschalteten Flachspulen gebildet ist, wobei der Durchmesser der einzelnen Spulen entsprechend der Abnahme ihres Potentials gegenüber dem an die äußersten Flachspulen angeschlossenen Nullpunkt stetig zunimmt; b) der zum Wicklungsaufbau verwendete Leiter ist ein im Rechteckquerschnitt gepreBtea Kabel aus Lackdrahtlitzen mit abwechselndem Drall in den von innen nach außen aufeinanderfolgenden Schichten; c) die Wicklungen der drei Phasen sind mit parallelen, in einer Ebene liegenden Achsen in einem magnetischen Rahmen angeordnet, der aus Stapeln von parallel zur Ebene der Wicklungsachsen geschichteten Blechen besteht, und voneinander durch Wände getrennt, welche aus mit dem Rahmen verbundenen Stapeln aus rechteckigen Streifen magnetischen Materials bestehen; d) die Blechbreiten des Rähmchens nehmen von der Ebene der Wicklungsachsen nach beiden Seiten unter Bildung von Stufen symmetrisch ab. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 943 139, 533 489, 870 295, 427 007; französische Patentschrift Nr. 1 198 126.