DE1513924A1 - Lagenwicklung fuer Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

1..Dr. Expl.

Pattnt - Verwaltung - O.m.b.il. »ran Wort ^J1«ain), Xheodör-Stern-Kai 1

Bis 26/003 Frankfurt, den 7. April 19S5 HB/P-yST/Binsinger/fi

Lagenwicklung für Transformatoren und Pro8*tl§pultn

für SrthetroaUbertregungen mit höchsten !«istungen ist es aus Iraneportgründen vielfach notwendig, anstelle von Drehstvomtransforaatoren jeweils drei Einphasentransformatoren au bauen. Diese EinphaBentranBformatoren werden meist mit e'iei bewickelten Sohenkeln ausgeführt, wobei die Ho ons pannongewlcklungen beider Schenkel parallel geoohaltet sind. Sind die Wioklungen geaäS fig. 1 ale iAgenwicfclungen ausgeführt, »o nüssen in beiden Sohenkeln die Xeolationsabstände für die gesaate i^>rltf*p«lftuTXg jeder Wibklung ausgelegt oein. Sind die-iioklungüm «lV den Klemmen 1,2 und 3% 4 z. B. die parallel geeohalteten Oberspannungswicklungen, so müssen die Lageniaolationen jeder dieser Wioklungen flir die rolle PrUfnpennung besessen sein, d. h. wenn zur Beherr-BOhuag der Prttfapa&nung beiapielaweiee 10 lagen mit einem Lagenabetaad a «rfcrderlich aind, ao ergibt sich in beiden Sohenkeln βιιβλμλλά ein Rauebedarf für den 20-fachen Lagenabstand a· Da auch der Isolationeabstand swlachen den Wicklungen 2nal vcrgeaehen werden anti» ergibt »ich fUr eine derartigt Wicklung tin sehr kleiner füllfaktor. Jede Wicklung ist hier »war für die rolle Prüfspannung, jedoch nur für den halben Bannstro» dea Trcjusformatora bemeo&sn und trhält folglich 1« Tergleieh zum Kupfer relativ viel Xeolatloiia-

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Erfindungsgeaäß läßt eioh der FUlIfaktor dadurch erheblich steigern, daß die Aufteilung der Wicklungen auf die beiden Schenkel durch zwei oder mehrere in Beine geschaltete Gruppen erfolgt, wobei zur Erzielung einer aögliehet linearen Stoßepannvüaußverteilung über die eineeinen ffioklungegruppen die Eingangelagen der einselnen Wioklungsgruppen wahlweise teils innen-» teile außenliegend angeordnet sind und diese Wahl so getroffen ißt, daß bei der eich dann ergebenden Reihen- und Parallelschaltung von inneren und äußeren Wloklungskapazitäten die Stoßepannungsverteilung über die einzelnen Wioklungsgruppen möglichst linear ist. if ig. 2 steigt eine in zwei Gruppen unterteilte Wicklung, die je sur Hälfte auf zwei verschiedenen Sohenkeln aufgebracht ist. Die beiden Gruppen sind in Reihe geschaltet, so daß jede Gruppe vom vollen Strom durchflossen ist. Dagegen wird jede Gruppe nur mit der halben Spannung beansprucht, so daß zum Abbau der Spannung auf jeden Schenkel auoh nur nooh die halbe Zahl von Wioklungslagen notwendig ist. Damit geht der Xsolationsaufwand innerhalb der Wicklung erheblich zurUok. Sa außerdem das Einbringen der Lagenisolation und die Herstellung dar evtl. an den Lagenenden erforderlichen Winkelringe einen erhebliohen Arbeitsaufwand erfordert, wird duroh die Halbierung der Legenzahl der Arbeitsaufwand für die Herstellung der Wioklung erheblioa vermindert.

Bei Wechselspannung und auoh bei Sohaltttberspejanung teilt sieh die Spannung entsprechend des Windungszahlen linear Über die eineeinen Wicklungsgruppen auf, was bei Stoßspannungsbeannpruohungen nicht der fall 1st. ^vi9 Stoßapannungeverteilung erfolgt bekanntlich Ib wesentlichen entsprechend den Wioklungskapazitäten· J)Ie wichtigsten Kapazitäten einer Lagenwicklung gemäß Pig. 2 sind in 71g. 3 eingezeichnet. ?ig. zeigt die zugehörige kapazitive Srsatesohaltung. Obwohl die Wioklungskapazitäten 10 und 13 der in Reihe geoohalteten

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Wloklungsgruppen ohne Schwierigkeit gleichgroß gewählt werden könnten* ergibt eich dennoch eine ungleichmäßige Spannungsauftellung Über die beiden Wioklungehälften, da parallel zu der Kapazität 13 noch die Kapazitäten 11 und 12 liegen. Tritt an der Klemme 1 eine StoBapuntiTing auf und ist die Klemme 4 geerdet, ao wird zwischen den Klemmen 1, 2 der ersten Wicklung ein wesentlich höherer Bpannungoanteil abfallen ale zwischen den Klemmen 3 und 4, der hierzu in Reihe geschalteten Wioklungsgruppe dea anderen Sohenkele.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken läßt eich die Span· nungsauftellung dadurch vergleionmäßigen, daß man gemäß Pig. 5 Über der ersten Wioklungsgruppe einen Schild anordnet« der mit der Klemme 2 verbunden ist· Zwisohen der llngangslage dieser Wicklung und dem. Schild ergibt sieh dann die Kapatität 15» die rur Kapaeität 10 parallel liegt· line lineare Spannungsaufteilung auf die beiden Üoklungahälften ergibt sich dann« wenn man die Kapaiität 15 ao wählt» daß die Stm. me aus den Kapazitäten 10 und 15 etwa der Sunae der Kapati· täten 11 und 13 entspricht·

Eine weitere Möglichkeit gur VergleiohatBigung der üpannungsaufteilung zeigt Fit· 6, das lugehörige kapazitive Irsatieohaltblld ist In flg. 7 dargeatellt. Bier let la der ersten Wicklung die Eingangalage innenliegend angeordnet, während die Endlage radial aelen liegt· Die lapmaität 11 liegt damit direkt an der Blngangaklenae und 1st auf die Btoßspannungsvert»ilung ohne Binfluß, Die Kapaeität 11 ist jedoch gerade bei den in Flg. 3 und 4 parallel sur Kapazität 13 liegenden Kapazitäten 11 und 12 weitaus aa größten, da der Streukanalabatand zwischen Ober- und Unterepannungswioklung, der die Kapaeität 11 bestlaut, garn erheblloa kleiner let, ale dl« äußeren Abstände der Wioklung tun

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Keeeel, von.denen die Kapaeitäten 9 und 12 abhängen· Xa dtn In 'lg· 6 und 7 dargestellten Schaltungen liegen Jedooh nur nooh dit relttir klein·]! Kafttlt&tta 9 und TSf parallel tür Kaptsltttt 13, co da· dit Spannung βloh wesentlich glelchaäfiiger auf die Wioklungekapaiitäten 10 und 13 aufteilt.

Bei Trannforraatoren in Sparschaltung erhält «an für die Parallelwicklung eine besonders günstige Stoiapannungeverteilung» wenn «an die Wicklung entepreohend Fig. β AOhaltet. Die rugehöriße Sroatssehaltung lelgt FIg. 9» Zwiooben den Klemmen 4 und 5 wird dl· Terblndusg der Relheawicklung 19» 20 alt der Reihenwicklung 21, ti bergeeteilt. Diese Verbindung stellt gleiohieitig den Mittelspannung·» aneohlufl deo Traneforaators dar· Bei Stoßprüfung der üttel&pannungBwloklung wird folglloh gleiohieitig oowohl die Eingangelage der Mittelepannnngewloklung ti· auoh dl· Itedlag· der Cberepannmngewieklung gtetoltA· Irfindungageeäf wird dieeer Vastand iur Terbee^erung der etotafemmtagarerteilaig daduroh auegentltat» dal dl· Kapttittt C₁^ wttftkaa der l«tatea Lage der leihenwlokluAg und der fttftHtlvltklttBg tor Tert··»·- rung der 6 to 0e panning· reite llung hirtageaog·· wir«· Di· fmrmll· fJloMuag itt hler la twei Bälftta aaf «1· btliem Sohtaktl υ·γ-UiIt, wobei Al· Jlagangilage |titr eUaer Mlften radUX toi·« ejto der ItlhmnrttfclMBg benaohktrt Xitgt. X)It ÄQfte ti der Farallelwioklung, i«ren BlagtagtkltMt 5 direkt alt im «ad· 4 der Reihenwicklung verbunden itt» aul auf dta öohankel liegen· auf den die Hälft· der Heihenwioklung liegt« deren fingangekleaae 1 dl· Hoohepannungekleaa· de· treneforaatore bildet. Auf dea anderen Sohenkel liegt iie ailfte der ParallelwioUung, deren Sad· 6 den etempunkt bildet und die folglioh geerdet iet. Auf-diesen Schenkel wird Al· Seihenwiekliing so angeordnet, ihr· Slngangelag· alt der Klemae 5 auien, ihr·

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mit der Klemme 4 aber innen lltft. Β·1· ßtoi auf dl· MIttelaparjnungaklenmie des Titmaforeatora, die alt den Wioklungaenden verbunden let, liegt dann tor Kapazität O₁₁ dar eintη HMIfte der Parallelwicklung dl· Kapasität C₁. zur Endlage der Reihenwicklung parallel, während tür Kapasltät O₁C der zweiten Hälfte d«r Parallelwicklung dia Brdkapazität C₁₂ der ffloklung 21 parallel liegt, wie «us ?ig. 9 herrorgeht. Bei linearer Bpannungoaufteilung liegt sowohl bei Wechselals auoh bei Stoßepannung an den Kapailtäten C₁₂ und C₁^ «Ine gleioh hohe Potentlaidifferen«, folglich alad dl· betreffenden Wioklungcabetände auch mit gleichen Lelterabotend aussuführen, oo daß sich für C₁₂ und O₁. auob etwa gl'elongroe· Kapazitäten ergeben. Da anderereeite auch dl· Wloklungakapazitäten C₁₁ und C₁^ etwa gleloh groß sind, let Jewel]β auoh die Sumse O₁₁ > C^ - C^ ⁺ Q^Kt d. h. die Stoßepannungeterteilung über den beiden Hälften der Parallelwicklung wird .linear. Voraussetzung lat hier, wie oben β ο hon erw&hnt, daB αie Eingangelago mit der Singaaesklaaa· 3 dar »weiten Hälfte der Reihenwicklung radial auÄen liegt, dagegen kann die auf des anderen Schenkel liegend· erete Hälfte 19 der Beiheawiok- l\xnd beliebig alt Außen- oder Inaeneingang ausgebildet a«ln, soweit nur die Stot»pannuttgsY«rt«lluag der Parmllelwickluag b«traontet wird, ffttr dl· Qtoßepmnnungayertellung der Reih«nwicklun« lat gesäi obigen Aueftüiruaien dl· la flg. β dargestellte Sohaltung (erate Hälfte Bit Inneneln^ang, sweit· Hilft· Bit AuSenelngan«) am günatigaten, eofera ktln be»cader«r bteu*raohllÄ, «1· in flg. 5 dargestellt, rorgeeehen 1st·

5 ßeiten Beschreibung 3 Patentansprüche 5 Blatt Zeiahnungen alt 9 figuren

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Claims (1)

1. Lioentia

   Patent - Verwaltungs - G.a.b.H. Frankfurt (Main), Theodor-Stero-Kai 1

   26/003 Frankfurt, den 7. April 1965

   HB/P-ref/Bissinger/fi

   Patentanspruch a

   Lagenwicklung für Transformatoren,, Drosselspulen und dgl. mit mindestens auf zwei Schenkel verteilten Wicklungen je Phase, dadurch gekennzeichnet, dal die Aufteilung der Wicklungen auf die helden Schenkel durch zwei oder mehrere in Reihe geschaltete Gruppen erfolgt, wobei tür Sreielong einer sugllohst linearen Stoßepennungeverteilung Über die elneelnea Wloklungsgruppen die lingangslagen der einseinen fioklunjegruppen wahlweise teils innen·*, tello außenliegend angeordnet sind und diese Wahl so getroffen ist, dal bei der eioh dann ergebenden Beihen- und Paralleleohaltung ron lantren und luleren *ioklungskapazitäten die Stofiepannungtrertellung über die eineeinen Wioklungegruppen aögllohet linear 1st.

   lagenwicklung nach Anspruoh 1_V dadurch gekennselohnet· dal SAsteile der oder susltslloh m der- nach Bedarf «it Aulen- oder Znaeaelngang gewühlten Ausführung der WlOkluogsgruppen einseine der oder alle Wleklongsgruppen nit Außoneingang mit eines Aulensohild rereeheu sin4·

   3· Lagenwicklung neon Anspruch 1 und 2» für einen Transformator Bit Sparschaltung, mit auf swsi Schenkel yerteilten "ioklungen, dadurch gekennzeichnet, dal die beiden Hälften

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   Bia 26/002

   dtr Parallelwicklung and die tweice 811ft· der Reihenwicklung, deren Sad« Mit de* Anfang de? Piurmllelwiolclung verbunden let« mit Au0enein(«nf «uegtfUhrt eind, wobei die letztere Hälfte der Eeihenwloklung eich auf dem Schenkel befindet, auf dea auoh die »weite BiIfte ier Pärallelwloklung angeordnet let«

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