DE1253357B - Choke coil to limit the current between the tapping contacts of step transformers - Google Patents

Choke coil to limit the current between the tapping contacts of step transformers

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DE1253357B DE1961M0048265 DEM0048265A DE1253357B DE 1253357 B DE1253357 B DE 1253357B DE 1961M0048265 DE1961M0048265 DE 1961M0048265 DE M0048265 A DEM0048265 A DE M0048265A DE 1253357 B DE1253357 B DE 1253357B
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

DEUTSCHES GERMAN JfflTWp JfflTWp PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFT HOlh EXPLAINING LETTER HOlh

DeutscheKl.: 21 d2-53/03 German class: 21 d2- 53/03

Nummer: 1 253 357Number: 1 253 357

Aktenzeichen: M 48265 VIII b/21 d2File number: M 48265 VIII b / 21 d2

1 253 357 Anmeldetag: 3.März 19611 253 357 filing date: March 3, 1961

Auslegetag: 2. November 1967Open date: November 2, 1967

In üblicher Weise wird die Begrenzung des Stroms zwischen zwei Anzapfkontakten während der Stufenänderung mit Hilfe von Drosseln oder Widerständen durchgeführt. Die Drosseln sind jedoch verhältnismäßig kostspielig, und die Widerstände verlangen eine sehr schnelle Umschaltung, was zu Schwierigkeiten führt. Die bekannten Drosseln bestehen aus zwei parallelgeschalteten Spulen, wovon je eine auf den beiden Seitensäulen eines mantelförmigen Einphasenkerns montiert ist. Auf der Hauptsäule befindet sich die Transformatorenspule. Die Drosselspulen werden nur während des Überganges von einer Stufe zur anderen benutzt, was zu einer geringeren Ausnutzung der Spule führt. Die Benutzung zweier gleichartiger Spulen in der Wicklung des Transformators selbst als Begrenzungsdrossel ist bekannt, wobei diese Spulen auf der gleichen Säule zusammen mit der Wicklung der parallelgeschalteten Phase montiert sind. In diesem Fall ist jedoch die verwirklichte Reaktanz verhältnismäßig gering, aus welchem Grund die Verwendung dieser Drosselschaltung wenig Verbreitung gefunden hat.In the usual way, the limitation of the current between two taps is made during the step change carried out with the help of chokes or resistors. However, the chokes are proportionate expensive, and the resistors require very fast switching, causing difficulties leads. The known chokes consist of two coils connected in parallel, one of which is on the is mounted on both side columns of a jacket-shaped single-phase core. On the main pillar is the transformer coil. The reactors are only activated during the transition from one stage to another used, which leads to a lower utilization of the coil. The use of two similar Coils in the winding of the transformer itself as a limiting inductor is known, this being the case Coils mounted on the same column along with the winding of the parallel phase are. In this case, however, the realized reactance is relatively low, for whatever reason the use of this choke circuit has not found widespread use.

Bekannt ist eine Drosselspule zur Begrenzung der Stromstärke zwischen den Anzapfkontakten von Stufentransformatoren während der Lastumschaltung, bestehend aus zwei auf dem magnetischen Kern des Transformators aufgebrachten und jeweils etwa die Hälfte des magnetischen Hauptflusses des Transformators umfassenden Spulen, die jeweils mit einem Ende an einem von zwei beweglichen Stufenwählerkontakten angeschlossen sind. Bei dieser bekannten Anordnung sind die beiden Spulen in Reihe geschaltet, und der Potentialunterschied an den Enden der Spulenreihe ist dem Potentialunterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen der Reglerwicklung gleich. Die beiden Spulen sind an zwei verschiedene Kontakte angeschlossen, so daß die Strombegrenzung zwischen den Reglerkontakten durch die Gegenspannung erfolgt, die in den beiden in Serie geschalteten Spulen vorhanden ist. In diesem Fall verbleibt der Fluß in den beiden Kernhälften im Gleichgewicht. Hierbei können die Enden des reihengeschalteten Spulensystems nicht an derselben Kontaktstelle der Reglerwicklung anliegen, da dies einen Kurzschluß hervorrufen würde. Die Windungszahl der in Reihe geschalteten Spulen zur Erzielung einer der Spannung zwischen zwei Regelstufen gleichen elektromotorischen Kraft richtig zu bestimmen, daß der Kurzschlußstrom der beiden Spulen einen annehmbaren Wert annimmt, kann in den meisten Fällen nicht erfolgen, es sei denn, daß z. B. Widerstände oder Blindwiderstände in Reihe Drosselspule zur Begrenzung der Stromstärke
zwischen den Anzapfkontakten
von StufentransformatorenA choke coil for limiting the current between the tapping contacts of step transformers during load switching is known, consisting of two coils attached to the magnetic core of the transformer and each comprising about half of the main magnetic flux of the transformer, each with one end at one of two movable coils Step selector contacts are connected. In this known arrangement, the two coils are connected in series, and the potential difference at the ends of the row of coils is equal to the potential difference between two successive stages of the regulator winding. The two coils are connected to two different contacts so that the current is limited between the regulator contacts by the counter voltage that is present in the two coils connected in series. In this case the flow in the two core halves remains in equilibrium. In this case, the ends of the series-connected coil system cannot rest on the same contact point of the regulator winding, as this would cause a short circuit. The number of turns of the coils connected in series to achieve one of the same electromotive force as the voltage between two control stages to correctly determine that the short-circuit current of the two coils assumes an acceptable value, can not be done in most cases, unless, for. B. Resistors or reactances in series Choke coil to limit the current
between the tap contacts
of step transformers

Anmelder:Applicant:

Ministerul Industriei Grele, Bukarest
Vertreter:Ministerul Industriei Grele, Bucharest
Representative:

Dr. E. Sturm, Patentanwalt,
München 23, Leopoldstr. 20Dr. E. Sturm, patent attorney,
Munich 23, Leopoldstr. 20th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Stefan Grosu, Craiova (Rumänien)Stefan Grosu, Craiova (Romania)

geschaltet werden, wodurch jedoch zusätzliche Spannungsabfälle entstehen. Wenn mehr als zwei in Reihe geschaltete Spulen verwendet werden, kann eine genügende Begrenzung des Stromes zwar erreicht werden, jedoch wird das gesamte System aufwendig. can be switched, but this creates additional voltage drops. If more than two in Series connected coils are used, a sufficient limitation of the current can be achieved However, the entire system becomes complex.

Erfindungsgemäß wird deshalb eine Drosselspule der im vorhergehenden Absatz genannten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die anderen Enden der beiden Spulen dauernd miteinander verbunden sind und der Wicklungssinn der Spulen derart gewählt ist, daß bei Potentialgleichheit der beiden beweglichen Stuf en Wählerkontakte kein Kreisstrom in den Spulen fließt. Die Spulen sind hierbei vorzugsweise auf je einer Hälfte des mit einer Öffnung versehenen Transformator-Kernschenkels angeordnet. Sie können jedoch auch auf je einem Außenschenkel des in Mantelbauart ausgeführten Transformatorkerns angeordnet sein.According to the invention, therefore, a choke coil of the type mentioned in the preceding paragraph is proposed, which is characterized in that the other ends of the two coils are permanently connected to each other and the direction of winding of the coils is selected so that when the two movable stages are equal in potential, no circuit current in selector contacts the coils flows. The coils are in this case preferably arranged on each half of the transformer core leg provided with an opening. However, they can also be arranged on each outer leg of the transformer core, which is designed in a jacket design.

Es ist auch vorteilhaft, wenn mindestens eine der beiden Spulen zur feinstufigen Spannungseinstellung Anzapfungen besitzt, die an einen Umschalter geführt sind. Wenn beide Spulen Anzapfungen zur feinstufigen Einstellung besitzen, so sind diese derart an einen Umschalter geführt, daß die Anschlüsse der einen Spule mit den Anschlüssen der anderen Spule abwechseln.It is also advantageous if at least one of the two coils is used for fine voltage adjustment Has taps that are led to a changeover switch. When both coils are tapped for have fine adjustment, they are led to a changeover switch in such a way that the connections of the alternate one coil with the connections of the other coil.

Die F i g. 1 bis 5 zeigen den Erfindungsgegenstand. ;o F i g. 1 zeigt die prinzipielle Wirkungsweise;The F i g. 1 to 5 show the subject matter of the invention. ; o F i g. 1 shows the principle of operation;

F i g. 2 zeigt die Anordnung, bei der die Spulen auf dem Kernschenkel angeordnet sind;F i g. Fig. 2 shows the arrangement in which the coils are arranged on the core leg;

709 680/149709 680/149

Claims (1)

F i g. 3 zeigt eine Anordnung des Transformators in Mantelbauart; F i g. 4 zeigt die Möglichkeit einer feinstufigen Spannungseinstellung, wobei nur eine Spule angezapft ist, während F i g. 5 eine feinstufige Spannungseinstellung bei Anzapfung zweier Spulen zeigt. Die vorliegende Erfindung benutzt als Begrenzungsreaktanz des Stroms während der Regelung unter Belastung zwischen zwei benachbarten An-Schlüssen der Hauptwicklung 3 des Transformators eine Drossel, die aus zwei gleichartigen Spulen 1 und 2 (Fig. 1) der Transformatorwicklung besteht. Diese Spulen umfassen jedoch nicht den ganzen Querschnitt der Säule, auf welcher auch der Wieklungsrest montiert ist, sondern sie sind als Spulen 4 und 5 (Fig. 2) auf den Säulenhälften 6 und 7 montiert. Die Säulenhälften entstehen durch Bildung einer öffnung 8 in der Säule, sei es durch Ausschneiden der Bleche, sei es durch eine Sonderpackung. Gegebenenfalls können auch zwei ober- und unterhalb der Hauptwicklung vorgesehene öffnungen benutzt werden. Auf diese Weise nimmt die Reaktanz des aus den beiden Spulen gebildeten Systems stark zu, und hier as wirkt zur Begrenzung des Stroms nicht nur die Verlustreaktanz, sondern auch eine während der Regelung in der Gesamtanordnung der beiden Spulen (die in bezug auf die beiden zu schaltenden Anschlüsse in Reihe geschaltet sind) als Folge der ungleichen Verteilung des Flusses in den beiden Säulenhälften auftretende, gegenelektromotorische Kraft. Die ungleiche Verteilung des Flusses ergibt sich infolge des Überganges des Stroms von einem Anschluß zum anderen durch das aus den beiden Spulen 1 und 2, bzw. 4 und 5 bestehende System. Im Fall eines Einphasentransformators werden die beiden Transformatorspulen 1 und 2, wie die Spulen 9 und 10, in F i g. 3 auf den Seitensäulen eines mantelartigen Kerns montiert. Auch in diesem Fall entsteht die ungleiche Verteilung des magnetischen Flusses auf die beiden Seitensäulen. Die Regelung in groben Stufen, die nach dem elektrischen Schema in F i g. 1 mit den Spulen nach F i g. 2 und verwirklicht wurde, kann durch eine Regelung in feineren Stufen vervollständigt werden, in welcher bei einer der beiden parallelgeschalteten Spulen (Spule2 in Fig.4) oder bei beiden Spulen (1 und 2 in F i g. 5) Anschlüsse herausgeholt und an einem Kommutator 11 angeschlossen werden. Zur Erhöhung der Regelfeinheit können die Anschlüsse von Windung zu Windung herausgenommen werden. Die grobe Regelung wird durch Schaltung der Anschlüsse der Hauptwicklung 3 erfolgen, bei welcher die Strombegrenzung mit Hilfe der aus den Spulen 1 und 2 bzw. 4 und 5 oder 9 und 10 gebildeten Drossel erfolgen, während die Feinregelung durch Schaltung der Spulenanschlüsse, wie in Fig. 4, oder der Spulenanschlüsse, wie in Fig. 4, oder der Spulen 1 und 2, wie in Fig. 5, erfolgt. Im Fall der Hinausführung der Anschlüsse, wie in F i g. 5, werden diese abwechselnd zum Kommutator geführt, wobei ein Anschluß von der einen Spule mit dem Anschluß von der anderen Spule abwechselt. Im Fall des Schemas aus F i g. 4. wenn der Läufer (Gleitkontakt) auf zwei benachbarte Kontaktstücke aufläuft, ist der Strom durch Verlagerung eines Teils des Feldes der einen Säulenhälfte, auf welcher die Spule 2 montiert ist, auf die andere Säulenhälfte begrenzt. Der Strom ist in diesem Fall begrenzt, da bei normalem Betrieb die Spannung zwischen den Kontaktstücken klein ist, weil gewöhnlich nur eine einzige Windung benutzt wird, die nur die Hälfte des Kraftflusses umfaßt und in der Zeitspanne, in welcher die Kurzschließung der Kontaktstücke stattfindet, die Spannung noch kleiner ist, und zwar durch ungleiche Verteilung der Kraftflüsse in den beiden Kernhälften infolge der Wirkung des Kurzschlußstromes selbst. Im Fall der F i g. 5, wenn das Gleitstück des Kommutators 11 auf zwei Kontaktstücke verschiedener Spannung tritt, gehören diese verschiedenen Spulen an, bzw. ein Kontaktklotz der Spule 1 und der andere der Spule 2, so daß die Begrenzung des Kurzschlußstroms entsprechend den Abschnitten der Spulen 1 und 2 durch die erhöhte Reaktanz erfolgt. Das Schema der F i g. 5 ist in gewissen Fällen (im Vergleich zur Variante nach F i g. 4) sowie durch die Tatsache vorteilhaft, daß der Belastungsstrom auf den beiden Spulen 1 und 2 ausgeglichen wird. Gewöhnlich tritt das Gleitstück in der Ruhelage auf zwei Anschlüsse gleicher Spannung. Durch Benutzung auch der Lagen, in welchen an zwei benachbarten Anschlüssen verschiedene Spannungen anliegen, kann eine Erhöhung der Regelfeinheit (gegenüber F i g. 4) erzielt werden. Die beiden Spulen 1 und 2, 4 und 5 bzw. 9 und 10 können auch als Reaktanzspulen für die Begrenzung der äußeren Kurzschlußströme dienen. Die Wirkung dieser Spulen für die Begrenzung der Außenströme ist insbesondere im Fall von Selbstregeltransformatoren wichtig, wo bei gewissen Anschlüssen gewöhnlich sehr kleine Kurzschlußspannungen erhalten werden, die also zu sehr hohen Kurzschlußströmen führen. Erfindungsgemäß können in gewissen Fällen die Anschlüsse für die Regelung in groben Stufen auch ganz entfallen und die beiden Spulen 1 und 2 fest mit dem Ende der Transformatorhauptwicklung verbunden werden, wobei nur die Regelung in den feinen Stufen verwirklicht wird. In diesem Fall können die Spulen 1 und 2 auch in Reihe geschaltet werden, wobei eines der Enden der beiden in Reihe geschalteten Spulen fest mit einem der Enden der Hauptwicklung verbunden ist. Die Vorteile dieser Regelung bestehen darin, daß sie unter Belastung in einer Stufe und weitem Bereich möglich ist, wobei nur ein Wählersystem benutzt wird, ohne Begrenzungsimpedanzen für den Kurzschlußstrom zwischen zwei benachbarten Anschlüssen, ohne Schütze, was eine Vereinfachung des Regelkommutators unter Belastung zur Folge hat. Patentansprüche:F i g. Fig. 3 shows an arrangement of the jacket type transformer; F i g. FIG. 4 shows the possibility of a fine-stage voltage setting, with only one coil being tapped, while FIG. 5 shows a fine-level voltage setting when two coils are tapped. The present invention uses as a limiting reactance of the current during the regulation under load between two adjacent connections of the main winding 3 of the transformer, a choke which consists of two identical coils 1 and 2 (FIG. 1) of the transformer winding. However, these coils do not encompass the entire cross section of the column on which the cradle rest is mounted, but are mounted as coils 4 and 5 (FIG. 2) on the column halves 6 and 7. The pillar halves are created by forming an opening 8 in the pillar, either by cutting out the metal sheets or by using a special packing. If necessary, two openings provided above and below the main winding can also be used. In this way, the reactance of the system formed from the two coils increases sharply, and here not only the loss reactance acts to limit the current, but also one during the regulation in the overall arrangement of the two coils (the one to be switched with respect to the two Connections are connected in series) as a result of the uneven distribution of the flow in the two halves of the column, counter-electromotive force occurring. The uneven distribution of the flux results from the passage of the current from one connection to the other through the system consisting of the two coils 1 and 2, or 4 and 5. In the case of a single-phase transformer, the two transformer coils 1 and 2, like coils 9 and 10, are shown in FIG. 3 mounted on the side columns of a shell-like core. In this case, too, there is an unequal distribution of the magnetic flux between the two side columns. The regulation in coarse stages, which according to the electrical scheme in F i g. 1 with the coils according to FIG. 2 and was realized, can be completed by a regulation in finer stages, in which one of the two coils connected in parallel (coil 2 in FIG. 4) or with both coils (1 and 2 in FIG Commutator 11 can be connected. To increase the degree of control, the connections can be removed from turn to turn. The rough regulation is done by switching the connections of the main winding 3, in which the current is limited with the help of the choke formed from the coils 1 and 2 or 4 and 5 or 9 and 10, while the fine regulation is done by switching the coil connections, as in Fig 4, or the coil connections, as in FIG. 4, or the coils 1 and 2, as in FIG. 5. In the case of extending the connections as shown in FIG. 5, these are fed alternately to the commutator, with one connection from one coil alternating with the connection from the other coil. In the case of the scheme from FIG. 4. If the rotor (sliding contact) runs onto two adjacent contact pieces, the current is limited to the other half of the column by shifting part of the field of one half of the column on which the coil 2 is mounted. The current is limited in this case, since in normal operation the voltage between the contact pieces is small, because usually only a single turn is used, which comprises only half of the power flow and in the time span in which the short-circuiting of the contact pieces takes place The voltage is even smaller, namely due to the unequal distribution of the force flows in the two core halves as a result of the effect of the short-circuit current itself. In the case of FIG. 5, if the slider of the commutator 11 steps on two contact pieces of different voltage, these different coils belong, or one contact block of the coil 1 and the other of the coil 2, so that the limitation of the short-circuit current according to the sections of the coils 1 and 2 through the increased reactance occurs. The scheme of FIG. 5 is advantageous in certain cases (compared to the variant according to FIG. 4) as well as due to the fact that the load current on the two coils 1 and 2 is balanced. In the rest position, the slider usually comes into contact with two connections of the same voltage. By also using the layers in which different voltages are applied to two adjacent connections, an increase in the degree of control (compared to FIG. 4) can be achieved. The two coils 1 and 2, 4 and 5 or 9 and 10 can also serve as reactance coils for limiting the external short-circuit currents. The effect of these coils for limiting the external currents is particularly important in the case of self-regulating transformers, where at certain connections very small short-circuit voltages are usually obtained, which therefore lead to very high short-circuit currents. According to the invention, in certain cases the connections for the regulation in coarse stages can be omitted entirely and the two coils 1 and 2 are permanently connected to the end of the transformer main winding, only the regulation in the fine stages being implemented. In this case, the coils 1 and 2 can also be connected in series, one of the ends of the two coils connected in series being firmly connected to one of the ends of the main winding. The advantages of this control are that it is possible under load in one step and over a wide range, whereby only one selector system is used, without limiting impedances for the short-circuit current between two adjacent connections, without contactors, which results in a simplification of the control commutator under load . Patent claims: 1. Drosselspule zur Begrenzung der Stromstärke zwischen den Anzapfkontakten von Stufentransformatoren während der Lastumschaltung, bestehend aus zwei auf dem magnetischen Kern des Transformators aufgebrachten und jeweils etwa die Hälfte des magnetischen Hauptflusses des Transformators umfassenden Spulen, die jeweils mit einem Ende an einem von zwei beweglichen Stufenwählerkontakten angeschlossen sind, dadurchgekennzeichnet, daß die anderen Enden der beiden Spulen (1 und 2 bzw. 4 und 5 bzw. 9 und 10) dauernd miteinander verbunden sind und der Wickelsinn der Spulen derart gewählt ist, daß bei Potentialgleich- 1. Choke coil to limit the current between the tapping contacts of step transformers during load switching, consisting of two coils attached to the magnetic core of the transformer and each comprising around half of the main magnetic flux of the transformer, each with one end on one of two movable tap selector contacts are connected, characterized in that the other ends of the two coils (1 and 2 or 4 and 5 or 9 and 10) are permanently connected to each other and the winding direction of the coils is selected such that when equipotential
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