DE1513924B2 - Hochspannungswicklungsanordnung fuer transformatoren, drosselspulen und dgl. - Google Patents

Description

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halben Nennstrom des Transformators bemessen und über die beiden Wicklungshälftcn, da parallel zu der

erhält folglich im Vergleich zum Kupfer relativ viel Kapazität 13 noch die Kapazitäten Il und 12 liegen.

Isolationsmaterial. Tritt an der Klemme 1 eine Stoßspannung auf und

Erfindungsgemäß läßt sich bei einer Hoch- ist die Klemme 4 geerdet, so wird zwischen den spannungswicklungsanordnung der eingangs genann- 5 Klemmen 1, 2 der ersten Wicklung ein wesentlich ten Art der Füllfaktor dadurch erheblich steigern höherer Spannungsanteil abfallen als zwischen den und die Stoßspannungsverteilung dadurch gleich- Klemmen 3 und 4 der hierzu in Reihe geschalteten mäßig aufteilen, daß bei einer Ausbildung als Wicklungsgruppe des anderen Schenkels.
Lagenwicklung, wobei das Ende der Gesamt- F i g. 5 zeigt eine Anordnung, bei der zur Verhochspannungswicklung zum Sternpunkt führt oder io gleichmäßigung der Spannungsaufteilung über der geerdet ist, zur Erzielung einer möglichst linearen ersten Wicklungsgruppe ein Schild angeordnet ist, Stoßspannungsverteilung über die einzelnen Wick- der mit der Klemme 2 verbunden ist. Zwischen der lungsteile entweder die Eingangslage des ersten Eingangslage dieser Wicklung und dem Schild er-Wicklungsteils in bezug auf diesen innenliegend an- gibt sich dann die Kapazität 15, die zur Kapazität 10 geordnet ist und die Eingangslagen der folgenden 15 parallel liegt. Eine lineare Spannungsaufteilung auf Wicklungsteile mindestens bei den dem letzten die beiden Wicklungshälften ergibt sich dann, wenn Wicklungsteil vorgeschalteten Wicklungsteilen in be- man die Kapazität 15 so wählt, daß die Summe aus zug auf diese außenliegend angeordnet sind oder die den Kapazitäten 10 und 15 etwa der Summe der Eingangslage des ersten Wicklungsteils in bezug auf . Kapazitäten 11 und 13 entspricht,
diesen außenliegend angeordnet ist und über diese 20 Eine weitere Möglichkeit zur Vergleichmäßigung Eingangslage zur Erhöhung der Längskapazität des der Spannungsaufteilung zeigt Fi g. 6; der zugehörige ersten Wicklungsteils ein mit dem Ausgang des kapazitive Ersatzschild ist in Fi g. 7 dargestellt. Hier ersten Wicklungsteils verbundener kapazitiver Steuer- ist in der ersten Wicklung die Eingangslage innenschild liegt und die Eingangslage der folgenden liegend angeordnet, während die Endlage radial Wicklungsteile mindestens bei den dem letzten 25 außen liegt. Die Kapazität 11 liegt damit direkt an Wicklungsteil vorgeschalteten Wicklungsteilen in be- der Eingangsklemme und ist auf die Stoßspannungszug auf diese außenliegend angeordnet ist. Gemäß verteilung ohne Einfluß. Die Kapazität 11 ist jedoch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden gerade bei den in Fig. 3 und 4 parallel zur Kapazität für einen Transformator in Sparschaltung mit auf 13 liegenden Kapazitäten 11 und 12 weitaus am zwei Schenkel verteilten Wicklungen die beiden 30 größten, da der Streukanalabstand zwischen Ober-Wicklungsteile der Parallelwicklung und der dieser und Unterspannungswicklung, der die Kapazität 11 unmittelbar vorgeschaltete Wicklungsteil der Reihen- bestimmt, ganz erheblich kleiner ist als die äußeren wicklung mit in bezug auf diese Wicklungsteile Abstände der Wicklung zum Kessel, von denen die außenliegenden Eingangslagen ausgeführt, und der Kapazitäten 9 und 12 abhängen. Γη den in Fig. 6 der Parallelwicklung unmittelbar vorgeschaltete Teil 35 und 7 dargestellten Schaltungen liegen jedoch nur der Reihenwicklung ist gemeinsam mit dem am Aus- noch die relativ kleinen Kapazitäten 9 und 12 pargang (Erde) liegenden Wicklungsteil der Parallel- allel zur Kapazität 13, so daß die Spannung sich wicklung auf einem Schenkel angeordnet. Fig. 2 wesentlich gleichmäßiger auf die Wicklungskapazizeigt eine in zwei Gruppen unterteilte Wicklung, die täten 10 und 13 aufteilt.

je zur Hälfte auf zwei verschiedenen Schenkeln auf- 40 Bei Transformatoren in Sparschaltung erhält man gebracht ist. Die beiden Gruppen sind in Reihe ge- für die Parallelwicklung eine besonders günstige schaltet, so daß jede Gruppe vom vollen Strom Stollspannungsverteilung, wenn man die Wicklung durchflossen ist. Dagegen wird jede Gruppe nur mit entsprechend Fig. 8 schaltet. Die zugehörige Ersatzder halben Spannung beansprucht, so daß zum Ab- schaltung zeigt Fig. 9. Zwischen den Klemmen 4 bau der Spannung auf jedem Schenkel auch nur 45 und 5 wird die Verbindung der Reihenwicklung 19. noch die halbe Zahl von Wicklungslagen notwendig 20 mit der Reihenwicklung 21, 22 hergestellt. Diese ist. Damit geht der Isolationsaufwand innerhalb der Verbindung stellt gleichzeitig den Mittelspannungs-Wicklung erheblich zurück. Da außerdem das Ein- anschluß des Transformators dar. Bei Stoßprüfung bringen der Lagenisolation und die Herstellung der der Mittelspannungswicklung werden folglich gleicheventuell an den Lagenenden erforderlichen Winkel- 50 zeitig sowohl die Eingangslage der Mittelspannungsringe einen erheblichen Arbeitsaufwand erfordern. wicklung als auch die Endlage der Oberspannungswird durch die Halbierung der Lagenzahl der wicklung gestoßen. Erfindiingsgemäß wird dieser Arbeitsaufwand für die Herstellung der Wicklung Umstand zur Verbesserung der Stoßspannungserheblich vermindert. verteilung dadurch ausgenützt, daß die Kapazität C₁,

Bei Wechselspannung und auch bei Schalt- 55 zwischen der letzten Lage der Reihenwicklung und überspannung teilt sich die Spannung entsprechend der Parallelwicklung zur Verbesserung der Stoßden Windungszahlen linear über die einzelnen spannungsverteilung herangezogen wird. Die Par-Wicklungsgrtippen auf, was bei Stoßspannungs- aufwicklung ist hier in zwei Hälften auf die beiden beanspruchungen nicht der Fall ist. Die Stoß- Schenkel verteilt, wobei die Eingangslage jeder dieser spannungsverteilung erfolgt bekanntlich im wesent- 60 Hälften radial außen, also der Reihenwicklung belichen entsprechend den Wicklungskapazitäten. Die nachbart liegt. Die Hälfte 21 der Parallelwicklung, wichtigsten Kapazitäten einer Lagenwicklung gemäß deren Eingangsklemme 5 direkt mit dem Ende 4 der Fi g. 2 sind in Fig. 3 eingezeichnet. Fi g. 4 zeigt die Reihenwicklung verbunden ist, muß auf dem zugehörige kapazitive Ersatzschaltung. Obwohl die Schenkel liegen, auf dem die Hälfte der Reihen-Wicklungskapazitäten 10 und 13 der in Reihe ge- 65 wicklung liegt, deren Eingangsklcmme 1 die Hochschalteten Wicklungsgruppen ohne Schwierigkeit spannungsklemme des Transformators bildet. Auf gleich groß gewählt werden könnten, ergibt sich dem anderen Schenkel liegt die Hälfte der Paralleldennoch eine ungleichmäßige Spannungsaufteilung wicklung, deren Ende 8 den Sternpunkt bildet und

die folglich geerdet ist. Auf diesem Schenkel wird die Reihenwicklung so angeordnet, daß ihre Eingangsklemme mit der Klemme 3 außen, ihre Endlage mit der Klemme 4 aber innen liegt. Beim Stoß auf die Mittelspannungsklemme des Transformators, die mit den Wicklungsenden verbunden ist, liegt dann zur Kapazität C₁₁ der einen Hälfte der Parallelwicklung die Kapazität C₁₄ zur Endlage der Reihenwicklung parallel, während zur Kapazität C₁₅ der zweiten Hälfte der Parallelwicklung die Erdkapazität C₁., der Wicklung 21 parallel liegt, wie aus F i g. 9 hervorgeht. Bei linearer Spannungsaufteilung liegt sowohl bei Wechsel- als auch bei Stoßspannung an den Kapazitäten C₁., und C₁₄ eine gleich hohe Potentialdifferenz; folglich sind die betreffenden Wicklungsabstände auch mit gleichem Leiterabstand auszuführen, so daß sich für C₁., und C₁₄ auch etwa gleich große Kapazitäten ergeben. Da andererseits auch die Wicklungskapazitäten C₁₁ und C₁₅ etwa gleich groß sind, ist jeweils auch die Summe C_n + C₁₄ = C₁₂ + C₁₅, d. h., die Stoßspannungsverteilung über den beiden Hälften der Parallelwicklung wird linear. Voraussetzung ist hier, wie oben schon erwähnt, daß die Eingangslage mit der Eingangsklemme 3 der zweiten Hälfte der Reihenwicklung radial außen liegt, dagegen kann die auf dem anderen Schenkel liegende erste Hälfte 19 der

ίο Reihenwicklung beliebig mit Außen- oder Inneneingang ausgebildet sein, soweit nur die Stoßspannungsverteilung der Parallelwicklung betrachtet wird. Für die Stoßspannungsverteilung der Reihenwicklung ist gemäß obigen Ausführungen die in Fig. 8 dargestellte Schaltung (erste Hälfte mit Inneneingang, zweite Hälfte mit Außeneingang) am günstigsten, sofern kein besonderer Steuerschild, wie in F i g. 5 dargestellt, vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 durch die deutschen Patentschriften 937 067 oder Patentansprüche: 737 852 bereits bekanntgeworden. Hierbei werden die auf zwei Schenkel verteilten Wicklungen nicht

1. Hochspannungswicklungsanordnung für parallel geschaltet, sondern es erfolgt jeweils nach Transformatoren, Drosselspulen u. dgl., bei der 5 Durchlaufen eines Teils der Windungen auf dem die Hochspannungswicklungen jeder Phase auf einen Schenkel der Übergang zum nächsten Schenkel zwei oder mehr Schenkel verteilt und so in Reihe und wiederum nach Durchlaufen eines Teils der geschaltet sind, daß erst nach Durchlaufen aller Windungen auf diesem der Übergang zum ersten Windungen des ersten Schenkels der Übergang Schenkel. Diese Anordnungen sind besonders für zu dem Wicklungsteil auf dem zweiten Schenkel io Lagenwicklungen geeignet, wobei sich auch eine erfolgt und die Verbindungen zu den Wicklungs- relativ einfache Leitungsführung ergibt. Allerdings teilen weiterer Schenkel jeweils erst nach Durch- muß jeder Schenkel für die volle Wechsel- und Stoßlaufen sämtlicher Windungen des Wicklungsteils spannung isoliert werden, so daß die oben andes vorhergehenden Schenkels erfolgen, da- gegebenen Lösungen keine Ersparnis an Isolationsdurch gekennzeichnet, daß bei einer 15 material ermöglichen.

Ausbildung als Lagenwicklung, wobei das Ende Darüber hinaus sind auch schon Anordnungen

der Gesamthochspannungswicklung zum Stern- bekanntgeworden, bei denen die Wicklungen auf punkt führt oder geerdet ist, zur Erzielung einer zwei oder mehr Schenkel so aufgeteilt sind, daß erst möglichst linearen Stoßspannungsverteilung über nach Durchlaufen sämtlicher Windungen des ersten die einzelnen Wicklungsteile entweder die Ein- 20 Schenkels der Übergang zum anderen Schenkel ergangslage (1) des ersten Wicklungsteils in bezug folgt (deutsche Patentschrift 885 280, österreichische auf diesen innenliegend angeordnet ist und die Patentschrift 222 739). Bei einer solchen Reihen-Eingangslagen der folgenden Wicklungsteile min- schaltung, die besonders für Scheibenwicklungen gedestens bei den dem letzten Wicklungsteil vor- eignet ist, ist nur die Eingangsklemme des ersten geschalteten Wicklungsteilen in bezug auf diese 25 Schenkels für die volle Prüf-Wechselspannung, sind außenliegend angeordnet sind oder die Eingangs- die Eingangsklemmen des zweiten und der weiteren lage des ersten Wicklungsteils in bezug auf diesen Schenkel dagegen nur für einen Teil der Prüfaußenliegend angeordnet ist und über dieser Ein- Wechselspannung zu isolieren. Bei Prüfung mit Stoßgangslage zur Erhöhung der Längskapazität des spannung ergibt sich jedoch bei der Reihenschaltung ersten Wicklungsteils ein mit dem Ausgang (2, 30 der Schenkel eine stark nichtlineare Anfangs-F ig. 5) des ersten Wicklungsteils verbundener verteilung und infolgedessen ein kräftiger Ausgleichskapazitiver Steuerschild liegt und die Eingangs- Vorgang zwischen der sogenannten Anfangs- und ■ lage der folgenden Wicklungsteile mindestens bei der Endverteilung. Bei diesem Ausgleichsvorgang den dem letzten Wicklungsteil vorgeschalteten schwingt die Spannung an der Eingangsklemme des Wicklungsteilen in bezug auf diese außenliegend 35 zweiten und auf der der folgenden Schenkel stark angeordnet ist. hoch, so daß auch diese Schenkel praktisch für die

2. Hochspannungswicklungsanordnung nach volle Stoßspannung gegen Erde isoliert sein müssen. Anspruch 1 für einen Transformator in Spar- Die bekannten Anordnungen können die der

schaltung mit auf zwei Schenkel verteilten Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht lösen, Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die 4° die darin besteht, bei Hochspannungswicklungsbeiden Wicklungsteile der Parallelwicklung und anordnungen der eingangs genannten Art eine Verder dieser unmittelbar vorgeschaltete Wicklungs- gleichmäßigling der Stoßspannungsverteilung auf die teil der Reihenwicklung mit in bezug auf diese einzelnen Wicklungsgruppen bei raumoptimaler Wicklungsteile außenliegenden Eingangslagen Wicklungsanordnung zu erzielen. Dies ist beispielsausgeführt sind und daß der der Parallelwicklung 45 weise dann von Vorteil, wenn an Stelle eines Drehunmittelbar vorgeschaltete Teil der Reihen- Stromtransformators drei Einphasentransformatoren wicklung gemeinsam mit dem am Ausgang (Erde) verwendet werden, eine Aufteilung, die oftmals aus liegenden Wicklungsteil der Parallelwicklung auf Transportgründen vorgenommen werden muß. Die einem Schenkel angeordnet ist. Einphasentransformatoren werden dabei meist mit

50 zwei bewickelten Schenkeln ausgeführt, wobei die Hochspannungswicklungen beider Schenkel parallel geschaltet sind. Sind die Wicklungen gemäß Fig. 1

als Lagenwicklungen ausgeführt, so müssen in beiden

Schenkeln die Isolationsabstände für die gesamte

55 Prüfspannung jeder Wicklung ausgelegt sein. Sind

die Wicklungen mit den Klemmen 1, 2 und 3, 4 /.. B.

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs- die parallelgeschalteten Oberspannungswicklungen, wicklungsanordnung für Transformatoren, Drossel- so müssen die Lagenisolationen jeder dieser Wicklunspulen u. dgl., bei der die Hochspannungswicklungen gen für die volle Prüfspannung bemessen sein, d. h., jeder Phase auf zwei oder mehr Schenkel verteilt 60 wenn zur Beherrschung der Prüfspannung beispiels- und so in Reihe geschaltet sind, daß erst nach weise zehn Lagen mit einem Lagenabstand α erDurchlaufen aller Windungen des ersten Schenkels forderlich sind, so ergibt sich in beiden Schenkeln der Übergang zu dem Wicklungsteil auf dem zweiten zusammen ein Raumbedarf für den zwanzigfacheii Schenkel erfolgt und die Verbindungen zu den Lagenabstand a. Da auch der Isolationsabstand zwi-Wicklungsteilen weiterer Schenkel jeweils erst nach 05 scheu den Wicklungen zweimal vorgesehen werden Durchlaufen sämtlicher Windungen des Wicklungs- muß. ergibt sich für eine derartige Wicklung ein teils des vorhergehenden Schenkels erfolgen. Der- sehr kleiner Füllfaktor. Jede Wicklung ist hier zwar artige Wicklungsanordnungen sind beispielsweise Tür die volle Prüfspannung, jedoch nur für den